Датчик напряженности сверхвысокочастотного поля Советский патент 1977 года по МПК G01R29/08 

1

Изобретение относится к радиоизмерительной технике сверхвысоких частот (СВЧ) и может использоваться для измерения напряженности электрического поля СВЧ, импульсной СВЧ мощности, коэффициента стоячей волны в волноводных трактах с волной типа НЧ

Известен датчик напряженности электрического поля СВЧ, выполненный из бруска монокристаллического полупроводникового материала V-образной формы с нанесенными на концах омическими контактами. Угол датчика при вершине меньше 45°, высота датчика больше 0,15 высоты волновода, ширина каладой из ветвей датчика меньше 0,3 его высоты, а толшина каждой из ветвей меньше 0,25 высоты датчика.

Однако известный датчик сильно нагревается при сравнительно небольших средних СВЧ мощностях, что увеличивает погрешность измерений.

Наиболее близким техническим решением является датчик напряженности поля СВЧ, содержащий полупроводниковый элемент в виде двух цилиндров с контактами у основания.

Однако этот датчик не обеспечивает достаточной точности измерений.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Для этого в датчике напряженности поля СВЧ, содержащем полупроводниковый элемент в виде двух цилиндров с контактами у основания, цилиндры коаксиально расположены один внутри другого и соединены с помощью полусферы, диаметр которой равен диаметру внешнего цилиндра.

На чертеже изображен общий вид датчика напряженности поля СВЧ, разрез.

Датчик содержит полупроводниковый элемент, выполненный в виде двух цилиндров 1, 2 с контактами 3, 4 у основания, причем цилиндры I, 2 коаксиально расположены один внзтри другого и соединены с помощью полусферы 5, диаметр которой равен диаметру внешнего цилиндра 1, причем контактом 3 датчик по всему периметру припаивается к держателю 6. Нодключение датчика в схему осз ществляется через проводник 7, который припаян к контакту 4 и изолирован от держателя при помощи изоляционной трубки 8.

Датчик работает следующим образом.

Оптимальные параметры датчика (чувствительность, охлаждение) получаются при размерах, когда высота h датчика больше или равна диаметру внешнего цилиндра 1 -D, который определяется из соотношения 0,26 : :: D : /./8, где б - толщина скин слоя в полупроводнике, а Я, - длина волны. Величина остальных двух диаметров - внутреннего цилиндра 2 и внутренней части внешнего цилиндра 1, определяется при учете теплопроводности материалов датчика и держателя 6 Наилучшими теплоэнергетическими характеристиками обладают датчики, имеющие величииы D, 0,6 + 0,7Z) и d 0,4 + 0,5D.

Датчик может быть выполнен из полупроводникового материала, в котором происходит изменение проводимости под действием сильного поля СВЧ, например, германия или кремния.

Датчик устанавливается в волноводе. При измерениях он включается в измерительную цепь, состоящую из датчика, постоянного резистора и источника питания (на чертеже ие показано). При проходе по волноводу импульса СВЧ мощности меняется сопротивление датчика, а тем самым и ток в цепи. На датчике выделяется видеоимпульс; повторяющий огибающую СВЧ импульса. Амплитуда видеоимпульса зависит от напряженности электрического поля СВЧ (мощности).

Использование предлагаемого датчика обеспечивает более высокую точность измерений иапрялсениости поля СВЧ и мощности.

Формула изобретения

Датчик напряженности сверхвысокочастотного поля, содержащий полупроводниковый элемент в виде двух цилиндров с контактами у основания, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерений, цилиндры коаксиально расположены один внутри другого и соединены с помощью полусферы, диаметр которой равен диаметру внешнего цилиндра.