Фu,f
Изобретение относится к измерительной технике сперхвь соких частот (СВЧ) и может быть использовано в качестве датчика мощности СВЧ и измерителях малых уровней мощности, в частности среднего во времени значения непрерывной и модулированной мощности СВЧ, однако оно может быть также использовано и в измерителях импульсной (пиковой) мощности.
Цель изобретения - повышение чувствительности датчика.
На фиг.1 представлена конструкция термопарного датчика СВЧ-мощности; на фиг. 2 - линии напряженности эл€;к- трического поля вблизи горячего спая
Термопарный датчик СВЧ-мощности содержит полуметаллический элемент 1 выполненный в виде полуметаллической пленки, диэлектрическую подложку 2, металлическое основание 3 и металлический зонд 4.
Термопарный датчик СВЧ-мощности работает следующим образом.
Один из контактов (малой площади) разогревается протекающим током и служит горячим спаем термопары, в то время как второй контакт (большой площади) практически не разогревается и его температура остается равной температуре окружающей среды.
При выполнении горячего спая термопары в виде контакта тонкой полуметаллической пленки и погруженного в нее заостренного металлического зонда тепловыделение при поглощении СВЧ- мощности происходит в основном в непосредственной близости от контакта малой площади.
Это позволяет увеличить чувствительность датчика за счет уменьще- ния объема полуметаллического элемента, разогреваемого поглощаемой СВЧ- мощностью.
Тонкая полуметаллическая пленка 1 имеет толщину d и нанесена на диэлектрическую подложку 2, находящуюся в углублении металлического основания 3. Полуметаллическая пленка 1 контактирует с металлическим основанием 3 по окружности радиусом R, образуя в месте контакта холодный спай термопары. Эта же полуметаллическая пленка 1 контактирует с заостренным металлическим зондом 4 с малым радиусом закругления, который погружается в нее, прокалывая ее до диэлектрической подложки 2. Из-за большого дав0
5
0
5
0
5
ления в месте соприкосновения зонда 4 с диэлектрической подложкой 2 он деформируется, так что геометрия контакта полуметаллической пленки 1 с заостренным металлическим зондом 4 получается такой, какая показана на фиг.2. Полуметаллическая пленка 1 контактирует с заостренным металлическим зондом 4 по окружности малого радиуса г, образуя в месте этого контакта горячий спай термопары.
Условия для протекания тока через контакт малой площади (горячий спай) практически не зависят от глубины погружения зонда в пленку. В любом случае линии тока радиально расходятся от контакта малой площади к контакту большой площади параллельно поверхностям пленки. Не изменяются также условия для теплоотвода от контакта малой площади при полном и неполном погружениях зонда в полуметаллическую пленку, тепловьщеление протекания тока осуществляется в небольшой окрестности полуметаллической пленки,, теплоотвод в любом случае осуществляется в основном в диэлектрическую подложку. Однако для увеличения устойчивости датчика к механическим воздействиям необходимо, чтобы металлический зонд механически контактировал с диэлектрической подложкой. При этом положение зонда фиксируется, т.е. возможность его перемещения параллельно поверхности пленки значительно уменьшается. Сопротивление термопарного датчика СВЧ-мощности составляет
0
5
0
5
R
Ro-.
iVi
-3
При р 10 Ом-см, R о Гк 3 мм, d 0,3 мкм получается R 12,20 м.
В общем случае сопротивление составляет 10-20 Ом, поэтому при исполь- зовании Н- и особенно П-волноводов он полностью согласуется с СВЧ-трактом, отбирает из тракта всю мощность СВЧ и является датчиком поглощающего типа. 1 .
Не сложно получить полуметаллические пленки с еще меньшей толщиной (d 0,1 мкм), что позволяет получить датчики с еще большей чувствительностью и с большим сопротивлением при сохранении инерционности.
Формула изобретения
Термопарный датчик СВЧ-мощности, содержащий полуметаллический элемент, горячий спай которого выполнен в виде точечного контакта, образованного погружением острия металлического зонда в полуметаллический элемент, а холодный спай образован полуметаллическим
элементом, размещенным на металлическом ос новании, отличающий- с я тем, что, с целью повьппения чувствительности, введена диэлектрическая подложка, размещенная в углублении, вьтолненном в торце металлического основания, полуметаллический элемент вьтолнен в виде пленки и расположен на диэлектрической подложке
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ТЕРМОПАРНЫИ ИНДИКАТОР СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ | 1972 |
|
SU336617A1 |
Термопарный датчик СВЧ-мощности | 1989 |
|
SU1758571A1 |
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ | 1998 |
|
RU2131156C1 |
Необремененный вибровискозиметрический датчик | 2017 |
|
RU2662948C1 |
ПЛЕНОЧНЫЙ ДАТЧИК ИЗМЕРИТЕЛЯ МОЩНОСТИ СВЧ | 1970 |
|
SU272610A1 |
Многоэлементный термопреобразователь | 1987 |
|
SU1444623A1 |
ОПТИМИЗИРОВАННЫЙ ТЕРМОПАРНЫЙ СЕНСОР | 2017 |
|
RU2681224C1 |
Измеритель электромагнитного поля | 1987 |
|
SU1732294A1 |
ВИБРОВИСКОЗИМЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК | 2013 |
|
RU2574862C2 |
ДАТЧИК ТЕПЛОВОГО ПОТОКА | 2003 |
|
RU2242728C2 |
Изобретение относится к измерительной технике сверхвысоких частот. Цель изобретения - повышение чувствительности. Термопарный датчик СВЧ-мощности содержит полуметаллический элемент 1, выполненный в виде пленки, размещенный на диэлектрической подложке 2, металлическое основание 3, металлический зонд 4. 2 ил.
;
ПЛЕНОЧНЫЙ ДАТЧИК ИЗМЕРИТЕЛЯ МОЩНОСТИ СВЧ | 0 |
|
SU272610A1 |
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Авторское свидетельство СССР № 3366617, кл | |||
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Авторы
Даты
1990-08-30—Публикация
1988-07-27—Подача