Датчик СВЧ-мощности Советский патент 1991 года по МПК G01R21/04 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано пр и измерении проходящей мощности СВЧ.

Цель изобретения - упрощение конструкции при измерении больших уровней мощности, уменьшение инерционности и повышение точности измерений.

На чертеже приведена конструкция датчика СВЧ-мощности.

Датчик СВЧ-мощности содержит отрезок 1 круглого волновода, диэлектрическую втулку 2 резонансных размеров, причем наружный диаметр диэлектрической трубки 2 равен внутреннему диаметру отрезка 1 круглого волновода, а ее внутренний диаметр выполнен увеличивающимся от средней части к торцам.

Датчик СВЧ-мощности работает следующим образом.

Отрезок 1 круглого волновода с диэлектрической втулкой 2 образуют открытый ме- таллодиэлектрический резонатор предельного типа. При подаче СВЧ-мощности на резонатор часть ее поглощается диэлектрической втулкой 2, вызывая нагрев последней. Это приводит к изменению геометрических и диэлектрических параметров втулки, в свою очередь, ведет к изменению резонансной частоты резонатора. По измеренной резонансной частоте определяется величина проходящей мощности.

Связь между геометрическими размерами, диэлектрической проницаемостью втулки 2 и резонансной частотой азиму- тально-симметричных колебаний магнитсь

00

io

V4

VI

ного типа такого резонатора описывается следующим выражением:

f°y(z)dz(n-J)f, n 1,2,3.... , .о

где у (Z) - постоянная распространения, определяемая из уравнения

к о (Ко «)

h (Kb а) lo (1 a) NI (У1 b) - ji (1 b) NQ (Ki b) .

1 Ь («1 a) гм, («1 ь; - и (Ki ь) N (KI а)

15

лъ Уог2е0/ о-уг ;

JC1 -у2, b - радиус отрезка 1 круглого волновода;

а Ztg Ф- переменный внутренний радиус диэлектрической втулки 2;

Ј1 - диэлектрическая проницаемость материала втулки 2;

о - циклическая частота;

Ф - угол скоса диэлектрической втулки 2;

ZKP - продольная координата, соответствующая критическому сечению;

Zo - продольная координата, соответствующая минимальному внутреннему диаметру втулки 2.

Возбуждение резонансных колебаний в Отрезке 1 волновода с расположенной в нем диэлектрической втулкой 2 возможно двумя Способами: с использованием дополнительного генератора СВЧ-колебаний и без него С рассмотрением резонансных колебаний

, о

0

.

5

0

0

5

0

высших типов, возникающих при распространении измеряемых колебаний СВЧ низшего типа через отрезок волновода, частично заполненного диэлектриком. Например, при распространении СВЧ-колебаний типа Hoi через отрезок 1 волновода, частично заполненный диэлектрической втулкой 2 с переменным сечением, в нем образуются резонансные колебания более высоких типов, в частности Но21. По величине резонансной частоты колебаний типа Р021 можно судить о мощности, распространяющейся вдоль волновода волны типа Нем.

Установки с возбуждением резонансных колебаний вторым способом более компактны и обладают меньшей погрешностью измерений, так как мощность колебаний дополнительного генератора ведет к нежелательному эффекту нагрева втулки 2.

При выборе материала диэлектрической втулки 2 предпочтение следует отдавать материалам с большим коэффициентом теплового расширения или с сильной температурной зависимостью диэлектрической проницаемости.

Формула изобретения Датчик СВЧ-мощности, содержащий отрезок круглого волновода, внутри которого размещен резонансный поглощающий элемент, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции при измерении больших уровней мощности, уменьшения инерционности и повышения точности измерений, резонансный поглощающий элемент выполнен в виде диэлектрической втулки резонансных размеров, наружный диаметр которой равен внутреннему диаметру отрезка круглого волновода, а внутренний выполнен плавно увеличивающимся от средней части к торцам.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может использоваться при измерении проходящей СВЧ-мощности. Цель изобретения - повышение точности измерений. При подаче СВЧ-энергии на поглощающий резонансный элемент в виде открытого металлодиэлектрического резонатора предельного типа, состоящего из отрезка 1 круглого волновода и диэлектрического вкладыша 2, выполненного в виде трубки с внешним диаметром, равным внутреннему диаметру отрезка 1 волновода, и внутренним уменьшающимся от краев к центру, часть СВЧ-энергии поглощается диэлектрическим вкладышем 2. вызывая его нагрев. Это, в свою очередь, ведет к изменению резонансной частоты резонатора. Измерение мощности СВЧ сводится к измерению резонансной частоты резонатора. 1 ил. Ё