УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОХОДЯЩЕЙ МОЩНОСТИ СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ Советский патент 1995 года по МПК G01R21/00 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, а именно к измерителям проходящей мощности сверхвысоких частот, используемых в радиопередающих устройствах сверхвысоких частот, линейных ускорителях заряженных частиц.

Известны устройства для измерения проходящей мощности сверхвысоких частот, содержащие участок волноводного тракта с большим поверхностным сопротивлением. Приращение температуры участка характеризует величину проходящей мощности.

В качестве термодатчиков используют болометры и термопары, обладающие значительной постоянной времени (порядка нескольких минут) и большим временем задержки, т. е. временем распространения тепловой волны от поверхности распределения тепловых источников до термодатчика. Такие устройства обладают частотной погрешностью, обусловленной непостоянством поверхностного сопротивления в частотном диапазоне. Кроме того, известные устройства характеризуются нетехнологичностью изготовления, что затрудняет серийное производство, и неудовлетворительной взаимозаменяемостью.

Цель изобретения уменьшение постоянной времени измерения, повышение надежности и точности измерений. Она достигается тем, что подложка болометра выполнена из слюды толщиной 10-20 мк, сам болометр из платины толщиной 0,1 мк (менее толщины скин-слоя), а экранирующий слой из серебра толщиной 1-5 мк (более толщины скин-слоя).

Для устранения влияния внешних климатических и механических условий дополнительной болометрический датчик включен с противоположной стороны волновода серебром, обращенным в полость волновода.

На фиг.1 изображен сверхвысокочастотный узел измерителя проходящей мощности; на фиг.2 блок-схема измерителя проходящей мощности.

Узел измерителя проходящей мощности содержит отрезок волновода 1, рабочий болометр 2 с контактами 3, нанесенными на тонкую слюду (подложку) 4, на внешнюю поверхность которой нанесен экранирующий слой серебра 5. Компенсационный болометр 6 с контактами 7 нанесен на слюду подложку 8 со слоем серебра 9, обращенным в полость волновода. Болометры 2 и 6, слюдяные подложки 4 и 8, экранирующий слой 5 и слой серебра 9 выполнены идентичными.

При подаче мощности СВЧ по волноводу 1 небольшая ее часть рассеивается на участке с большим поверхностным сопротивлением, образуемым рабочей пленкой болометра 2, изменение сопротивления которой приводит к разбалансу моста переменного тока (фиг.2), состоящего из рабочего и компенсационного болометров 10 и 11, сопротивлений 12 и 13 и емкостей 14 и 15.

Сигнал разбаланса проходит через усилитель переменного тока, выпрямляется и, попадая на компенсационный болометр 6, изменяет его сопротивление до наступления баланса моста. При этом показания индикатора пропорциональны поглощенной болометром, а следовательно, и проходящей мощности СВЧ. Вследствие применения тонкой подложки (10-20 мк) с малоинерционным болометром (толщиной менее 1 мк) и экранирующим слоем (толщиной до 5 мк), выполненными путем распыления в вакууме, время задержки практически исключается, а постоянная времени измерения не превышает 1 с. При измерении окружающей температуры сопротивления болометров 10 и 11 изменяются одинаково и дополнительной погрешности не возникает.

Конструкция датчика предусматривает взаимозаменяемость рабочего и компенсационного болометров. Технология изготовления болометрического датчика позволяет организовать серийное производство.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОХОДЯЩЕЙ МОЩНОСТИ СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ, содержащее отрезок регулярного волновода, в вырез стенки которого включен пленочный болометр, и автобалансную схему, состоящую из моста переменного тока, усилителя переменного тока и индикатора, отличающееся тем, что, с целью уменьшения постоянной времени измерения, повышения надежности и точности измерений, подложка болометра выполнена из слюды толщиной 10 20 мк, сам болометр из платины толщиной 0,1 мк (менее толщины скин-слоя), а экранирующий слой из серебра толщиной 1 5 мк (более толщины скин-слоя). 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью устранения влияния внешних климатических и механических условий, дополнительный болометрический датчик включен с противоположной стороны волновода серебром, обращенным в полость волновода.