Способ селективного измерения свч мощности Советский патент 1979 года по МПК G01R21/04 

Изобретение относится к радиоизмерв тельной технике, а более конкретно- к способам измерения импульсной мощнооти источников СВЧ излечения как в процессе их производства, так и в процессе эксплуатации. Известны способы и устройства для измерения импульсной мощности, в том числе и использующие в качестве преобразователей СВЧ нелинейные явления в ферромагнетиках и антиферромагнетиках 1 Однако процесс измерения СВЧ - мощ ности с их помощьда сложен, требует ; много времени. Нельзя измерять м ощвост| сигналов различных уровней Известные устройства можно применять лишь с использованием радиочастот кого вольтметра. Способ применим для измерения лишь высоких и сверхвысоких уровней мощности,требует двойной настройки на максимум выходного сигнала, величина которого пропорциональная иамеряемой мощности. Наиболее близким техническим решением к Данному изобретению является способ селективного измерения напряжеи. иости магнитного поля СВЧ-копебаний и мощности в импульсе, в котором WG- пользуется явление перекрестной модуляции (кроссумножения) на рабочем элементе (полупроводниковый ферромагнетик - ферриг - аитиферромагнетик) измеряемого СВЧ-колебания и вспомогательного низкочастотного (или высокочастот ного сигнала 21. Однако для реализации известного способа требуется использование прецизионных фильтров верхних и нижних частот, генератора вспомогательного сигнала со стабильными частотой и мощностью, схемы калибровки, полосового усилителя я вольтметра высокочастотных радиоимпульсов. Без применения ответвитепей способ пригоден лишь для измерения малых уровней мощности. Устройства, применяемые для осуществления извесгного способа, имеют сложную схекгу, сложны в производстве и эксплуатации, имеют малый динамический диапазон (20-23 дб невысокую избирагепьность и многогорбную частотную характеристику. Целью изобретения является расширение динамического диапазона, повышение точности и избирательности, упрошение процесса измерения. б казанная цель достигается тем, что СВЧ-мрщность измеряют известным спо- собом, заключающимся в том, что в трак те измеряемого сштгала устанавливают ферритовый образец сферической формы магнитосвязанный с измерительной катуш кой и помещают его в постоянное магнит ное поле. Отличие способа заключается в том, что устанавливают величину напряженности постоянного магнитногч) поля равной -значению для одного из максимумов поглощения магнитного спектра ферромагнетика, интегрируют напряжение, пропори, овальное величине намагниченности образца, судят о величине измеренной мощности по величине интеграла указанного напряжения во времени. Фиг. 1 и 2 иллюстрируют изобретение. Ферромагнитный образец 1 находится в тракте 2 измеряемой СВЧ-мошности, Устройство для осуществления способа селективного измерения СВЧ-мощности содержит измерительную катушку 3, импульсный интегратор 4, магнитную сие тему 5, вольтметр На фиг, 2 показано изменение Р-мощкости импульсного СВЧ-ч5Игнала, ДМ намогаиченности ферромагнитного образца U(j- напряжения на измерительной катуш ке, пропр{Я1Ионального намагниченности образца, интеграла напряженш на измерительной катушке во времени. Для измерения импульсной СВЧ- мощности устанавливают величину напряженносуги постоянного магаитного поля (Н) на один из максимумов поглощения магЯН7ЯОГО спектра ферромагнетика и далее, в п цессв измерения оставляют неизмен ной. Импульсный СВЧ-сигнал (Р), воздействуя на ферромагнитный образец, вызывает изменение во времени продольйой составлтощей его намагниченности. Это известное ранее изменение пропорционалы но мощности СВЧ- Игнала, а конкретаая его величина зависит от напряженности постояиного магнитного поля HQ, Характер изменения намагниченности образца во времени повторяет с небольшими искажениями огибающую СВЧ импульсного сигнала. Напряжение на измерительной катушке, имеющей магнитную связь с ферромаг нитным образцом, пропорционально производной намагничетюсти во времени. Это напряжение интегрируют получая информацию о законе измерения мошмости СВЧсигнала во времени. Способ применим -для измерения малых, средних, высоких и сверхвысоких уровней СВЧ- мощности {от долей милливатт до десятков мегаватт). Форма выходного сигнала соответствует огибающей СВЧ-сигнала, а величина м агнитного поля соответствует его частоте. Поэтому /CTW ройство, реализующее данный способ, может одновременно обеспечить измерение временных и частотных параметров СВЧ- сигнала, Отсутсвие подмодуляции в резонансном режиме резко улучшает избирательные свойства измерителей. Упрощение схемы повышает точность измерений При помещении ферритового образца в точку с правой круговой поляризацией устройство реагирует в зависимости от направления внешнего магнитного поля только на подающую ши только на отраженную мощность и может быть использовано для измерения коэффициента стоячей волны в С13Ч-трактах в различных рабочих . Способ может быть применен для создания юмерителей моищости щирокого назначения, а также встроенных измерителей параметров зондирующего СВЧ-импульса во всех без исключения современных радиолокационных комплексах, а так- же при прои:жодстве СВЧчгенераторов. При этом сущестаенно снижаются затраты на производство, измерителей СВЧ-мощМаке -, реализующий способ, испытан в трехсантиметровом и пятнадца тисант&. метровом диапазонах длин волн. Результаты экспериментов доказывают возможность реализации способа для измерения импульсной СВЧ-мощности от Ю до 10® Йт, Предлагаемый способ прост в реализации. Формула изобретения Способ селективного измерения СВЧ мощности, заключающийся в том, что в гракте измеряемого сигнала устанавливают ферритовый образец сферической формы магнитосвязанный с измерительной катушкой и помещают его в постоянное магнитное поле, отличающийся тем, что с целью расширения динамического диапазонг, повышения точности и избирательности, упрощения процесса измерения, устанавливают величину напряженноети постоянного магнитного поля равной значению для одного из максимумов поглощения магнитного спектра ферромагнетика, интегрируют напряжение пропорциональное величине намагниченности образца, судят о величине измеренной мощности пр величине интеграла указанного напряжения. . Источники информации, првкятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР G 01 R 21/01, № 274833 ет. МКИ 1970/ 2. Авторское свидетельство СССР № 163226,кпГмКИ Q О1 R 33/02, 1964/

лМ

а

U.