Датчик СВЧ-мощности Советский патент 1989 года по МПК G01R21/04 

3149

Изобретение относится к технике СВЧ и может использоваться в СБЧ-ват метрах.

Цель изобретения - повышение чувствительности и термоЭДС.

На фиг.1 приведена конструкция датчика СВЧ-мощности; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1,

Датчик СВЧ-мощности содержит ди- электрическую подложку I, экран 2, токонесущий проводник 3 с пространственно разнесенными по его длине и делящими его иа части поперечными зазорами, термоэлементы А, раздели- тельные конденсаторы 5, развязывающие конденсаторы 6, соединительные проводники 7, контактные площадки 8. Ширина Ц каждого из зазоров подчинена соотношению

li

In loll 4. Р fuV

1. :-:- J l nZ E:iipiiE.pe.«iJ,.

где 1 - порядковый номер поперечного зазора; Pg, - паданнцая мощность на входе

датчика; РЙЫХ падающая мощность на выхо-

де датчика;

п - число поперечных зазоров; сх - коэффициент затухашия

СВЧ-мощности в термоэлементах в направлении от входа к выходу датчика. Величина коэффициента затухания может определяться, например., по формуле

л

о( 8,686 , ,де

- удельное поверхностное сопротивление гшенки термоэлементов Д (если они у обеих ветвей равны меж- 45 ду собой); . W - ширина токонесущего проводника;

Z - волновое сопротивление по- лосковой линии передачи, образованной токонесущим проводником 3, диэлектрической подложкой 1 и экраном 2, Обычно, Z 50 Ом. При этом длина термоэлементов 4 « ожет определяться, например, по форуле

D W (-If -ь 1) .

50

0

5

0

с

0

5

0

Для повьтаения технологичности все термоэлементы 4 выполняют из тонких пленок с одинаковыми свойствами. Расстояния между продольными осями термоэлемейтов 4 следует выполнить равными между собой. Дпя повы- щения термоЭДС длина термоэлементов 4 должна быть в несколько раз больше толщины подложки 1, например в 10 раз. Дпя повьшения механической прочности, надежности и быстродействия преобразователя его следует установить на металлическое основание.

Термоэлементы 4 могут содержать две или три ветви. В случае, если пленки ветвей термоэлементов 4 имеют различные сильно отличающиеся значения удельного поверхностного сопротивления, например в 10 раз, то в расчетах берется меньшее значение и расчет длины термоэлементов 4D ведется по известным методикам расчета несимметричных устройств,

К выходу преобразователя может быть подключена согласованная нагрузка. В этом случае датчик является датчиком поглощаемой мощности. , К выходу датчика может быть подключен приемник СВЧ-мощности, например антенна. В этом случае датчис является датчиком проходящей мощности.

Датчик СВЧ-мощности работает следующим образом.

При подаче на вход датчика СВЧ- мощности часть этой мощности поглощается термоэлементами 4, вызывая разогрев их горячих спаев, а оставшаяся часть мощности поступает на выход датчика. При этом на измерительных выходах датчика появляется напряжение, равное сумме термоЭДС всех входящих в него термоэлементов 4 и пропорциональное поглощенной в них СВЧ-мощности. Величины поперечных зазоров в токонесущем проводнике 3, определяемые приведенным соотношением, обеспечивает поглощение в термоэлементах 4 равных значений мощности, что приводит к появлению в них равных термоЭДС, а значит, к повьше- нию максимально возможной термоЭДС и чувствительности.

Формула изобретени я

Датчик СВЧ-мощности, содержащий диэлектрическую подложку, на одной

стороне которой расположен экран, а на другой - токонесущий проводник, разделенный на отрезки поперечными зазорами, в которых размещены термоэлементы, электрически соединенные с отрезками токонесущего проводника, ,и разделительные конденсаторы, термоэлементы соединены между собой последовательно по постоянному току, а их концы через развязывающие конден- саторы подключены к экрану, при этом концы первого и последнего термоэлементов соединень с контактными пло- щадками, являющимися измерительными выходами датчика, отличающий с я тем, что, с целью повьшения чувствительности и термоЭДС, ширина

1 каждого поперечного зазора выбрана из соотношения

Г Eii..

1 - , 1.

где i - порядковый номер попереч- -ного эазора, начиная от входа преобразователя; падающая мощность на входе датчика;

падающая мощность на выходе датчика;

п - число поперечных зазоров; о( - коэффициент затухания СВЧ- мощности в термоэлементах в направлении от входа к выходу датчика.

t-BX

-вых

Изобретение относится к технике СВЧ. Цель изобретения - повышение чувствительности и термоэдс. Датчик СВЧ-мощности содержит диэлектрическую подложку 1, экран, токонесущий проводник 3 с пространственно разнесенными по его длине и делящими его на части поперечными зазорами L, термоэлементы 4, разделительные 5 и развязывающие 6 конденсаторы, соединительные проводники 7 и контактные площадки 8. При подаче СВЧ-мощности на вход датчика часть ее поглощается термоэлементами 4, вызывая разогрев их горячих спаев, а оставшаяся часть мощности поступает на выход. Напряжение на выходах датчика равно сумме термоэдс всех входящих в него термоэлементов 4 и пропорционально поглощенной в них СВЧ- мощности. Величины поперечных зазоров L в проводнике 3, определяемые заданным соотношением, обеспечивают поглощение в термоэлементах 4 равных значений мощности. Это приводит к появлению в них равных термоэдс, а значит к повышению максимально возможной термоэдс и чувствительности. 2 ил.

фиг. 2