УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ СВЧ-СИГНАЛА Советский патент 1973 года по МПК G01R21/12 

1

Изобретение относится к области измериельной техники и касается радиоизмерений а СВЧ.

Известны устройства для измерения мощноости СВЧ-сигнала, содержащие отрезок пря- 5 моугольного волновода с расположенной в нем струной и отсчетное устройство.

Целью изобретения является повышение чувствительности устройства.

Для этого в предложенном устройстве стру- ю на закреплена в полости волновода асимметрично по отношению к его широким стенкам, а отсчетное устройство установлено с двух противоположных сторон струны по узким стенкам волновода.15

Один из электродов соединен с положительным потенциалом батареи, другой - с от- рицательным, средпяя точка батареи заземлена. Если на струну подают, например, положительный потенциал, то она притягивается к 20 отрицательному ножу и отталкивается от положительного. Перемещение средней части струны проворционально подаваемому на струну потенциалу и величине напряжения батареи. Постоянная электрометра по напряже- 25 нию зависит от натяжения нити и расстояния между ножами - чем больше натяжение и расстояние, тем выше значение постоянной. Обычно постоянная электрометров имеет величину 10 в/м.м.30

На чертеже схематически изображено предложенное устройство.

Параллельно широким стенкам отрезка П-образного волновода / на небольшом расстоянии от одной из нпх расположена диэлектрическая струна 2, закренленная в держателях 3. Патяжение струны 2 создается винтом держателя 3 и пружинами 4. В узкой стенке волновода / по центру струны 2 одно против другого выполнены отверстия в которые вставлены металлические трубки 5, являющиеся предельными аттенюаторами для устранения излучения мощности СВЧ наружу и позволяющие наблюдать смещение струны 2 под влиянием мощности СВЧ. С одной стороны волновода перед трубкой 5 установлен осветитель 6, с другой стороны за трубкой 5 - зрительная труба (микроскоп 7), имеющая отсчетную шкалу для количественной оценки величины сл ещения центра струны 2. Электрическая составляющая электромагнитного поля СВЧ - волны, поступающей в волновод 1, вызывает поляризацию диэлектрического материала струны 2. Вследствие этого на поверхности струны 2 возникают связанные заряды, противоположные по своему знаку зарядам на широких стенках волновода 1. Между широкими стенками волновода 1 и струной 2 действуют силы притяжения, прямо пропорциональные зарядам стенок волновода / и вели4HHt связанных зарядов на струне 2, вызываемых ими, и обратно пропорциональные расстояниям между струной 2 и широкими стенками волновода /. В результате струна 2 притягивается к ближайшей широкой стенке волновода 1.

В итоге струна 2 прогибается и занимает положение, при котором пондеромоторные силы будут уравновешены силами упругости струны 2. Перемеш,ение средней части струны наблюдают с помощью микроскопа 7 с окулярной шкалой.

В связи с тем, что для неполярного однородного и изотропного диэлектрика поляризация устанавливается практически мгновенно за время 10-15 сек, связанные заряды на струне 2, имеюш,ие знаки, противоположные знакам зарядов на широких стенках волновода /, успевают изменяться с изменением знаков и величины зарядов на широких стенках волновода 1, т. е. поляризация во всем объеме неполярного однородного изотропного диэлектрика (каким и должен быть материал струны 2} успевает за изменением электрического поля СВЧ-волны в волноводе У.

Для струны 2 лучше всего использовать стеклянную или кварцевую нить, обладающие удовлетворительной упругостью. На низких уровнях мошности возможно использование металлической нити в связи с тем, что металл можно представить себе как диэлектрик с бесконечно большой диэлектрической проницаемостью.

Для уменьшения погрешности рассогласования длину струны 2, находящейся в полости волновода У, выбирают не менее половины

наибольшей длины волны в волноводе рабочего диапазона длин волн.

Для увеличения чувствительности на струну 2, например, методом распыления в вакууме можно напылить тонкий слой диэлектрика с большой диэлектрической проницаемостью, например тиконда. Это позволит снизить предел измерения устройства.

Возможно также построение устройства с

электрическим отсчетом величины отклонения нити 2 под влиянием мощности СВЧ, если установить за зрительной трубой фотоэлемент или фотосопротивление со схемой индикации. Для увеличения чувствительности также в

случае измерения мощности амплитудно модулированных, в том числе импульсно модулированных источников СВЧ-излучений, возможно применение резонансного способа отсчета показаний, при котором собственную частоту

струны 2 с помощью винта держателя 3 и натягивающих пружин 4 выбирают равной частоте модуляции или частоте повторения модулирующих импульсов источника СВЧ-сигналов.

Предмет изобретения

Устройство для измерения мощности СВЧсигнала, содержащее отрезок прямоугольного

волновода с расположенной в нем струной и отсчетное устройство, отличающееся тем, что, с целью повышения его чувствительности, струна закреплена в полости волновода асимметрично по отношению к его широким стенкам, а отсчетное устройство установлено с двух противоположных сторон струны по узким стенкам волновода.

} .

-4

Ф-Ф