Калориметрический измеритель свч мощности Советский патент 1979 года по МПК G01R21/00 

1

Изобретение относится к сверхвысокочастотной (СВЧ) радиотехнике и может быть использовано при измерении мощности источников СВЧ колебаний высоких и сверхвысоких уровней мощности.

Известны СВЧ ваттметры, построенные по принципу поточных калориметров 1,2. Эти устройства, содержащие гидросистемы, термоэлементы и СВЧ нагрузку, измеряют СВЧ мощность путем определения скорости протекания жидкости и разности температур на входе и выходе ее из нагрузки с последующим перемножением этих величин.

СВЧ ваттметр позволяет измерять достаточно высокий уровень СВЧ мощности, однако его практическая реализация связана с трудоемкостью измерительного процесса, калибровки и обработки результатов измерений. Кроме того, к недостаткам этого СВЧ ваттметра относятся долговременность измерений и трудности, возникающие при автоматизации процесса измерения. Этот измеритель потребляет много энергии для обеспечения циркуляции и охлаждения потока жидкости, требует затрат дополнительной ВЧ мощности для сравнения или замещения при калибровке устройства. Он имеет ограниченный динамический диапазон измеряемых мощностей, недостаточный верхний предел измерений, увеличение которого связано с возрастанием веса и габаритов устройства в целом.

Наиболее близок к предлагаемому изобретению известный калориметрический измеритель мощности типа M3-I3, серийно выпускаемый промышленностью, содерл ащий замкнутую гидросистему, радиатор, термоэлементы и СВЧ нагрузку 2j.

В данном приборе СВЧ мощность измеряют путем замещения измеряемой мощности мощностью промышленной частоты, подаваемой на подогреватель, с помощью которого предварительно калибруются термоэлектрические элементы, причем скорости протекания жидкости в мо.менты калибровки и измерений быть одинаковы. Это устройство имеет недостатки, присущие измерителям СВЧ мощности, построенным но схеме сравнения пли замещения СВЧ мощности; недостаточный динамический диапазон измерений мощности при ограниченном верхнем пределе и повышенный расход энергии. Опыт производственной эксплуатации этого измерителя показывает невозможность устранения перечисленных недостатков и подтверждает нерентабельность их для измерения уровня мощности выше 10 кВт.

Целью изобретения является расширение

динамического диапазона измерения СВЧ мощности, поступающей на вход СВЧ нагрузки. Для этого предлагаемый калориметрический измеритель СВЧ мощности снабжен дополнительной независимой по потоку гидросистемой, электрически связанной с замкнутой гидросистемой последовательно соединенными термоэлектрическими элементами, внутренние спаи которых расположены в замкнутой, а внешние - в дополнительной гидросистемах, причем СВЧ нагрузка включена в дополнительную гидросистему.

На чертеже дана конструктивная схема описываемого измерителя.

Он содержит две изолированные гидросистемы: замкнутую гидросистему 1 с принудительным потоком жидкости и открытую поточную дополнительную гидросистему 2 с включенной в нее СВЧ нагрузкой 3. Дополнительная гидросистема обладает большей пропускной способностью по сравнению с замкнутой.

В замкнутой гидросистеме расположены насос 4, расходомер 5, радиатор 6, подогреватель 7. Термоэлектрические элементы 8 через переключатель 9 полярности нагружены на индикаторный прибор 10.

В дополнительной гидросистеме расположены; СВЧ нагрузка 3, стабилизирующее устройство 11, регулятор 12 расхода жидкости и расходомер 13.

Калориметрический измеритель СВЧ мощности работает следующим образом.

В дополнительной гидросистеме 2 с помощью регулятора 12 расхода жидкости ji расходомера 13 устанавливают заданны расход жидкости, а в замкнутой гидросистеме 1 - расход жидкости, меньший в кратное число раз (например, в 10 раз). На подогреватель 7 подается калибровочная мощность от отдельного источника тока.

В результате возникновения разности

температур жидкости в каналах а и б гидросистемы 1 на индикаторном приборе 10 установится показание термо-э.д.с., пропорциональное величине калибровочной мощности. Затем калибровочная мощность снимается и переключатель 9 полярности устанавливается в противоположное положение, что эквивалентно увеличению предела измерения (например, в 10 раз). После этого в нагрузку 3 подают СВЧ мощность, в результате чего возникает разность температур жидкости в каналах в и г и на индикаторном приборе 10 установится показание термо з.д.с., пропорциональное величине СВЧ мощности рассеиваемой в нагрузке, причем СВЧ мощность будет отличаться от калибровочной мощности в кратное число раз.

Формула изобретения

Калориметрический измеритель СВЧмощности, содержащий замкнутую гидросисте.му, термоэлектрические элементы и

СВЧ нагрузку, отличающийся тем, что, с целью расширение динамического диапазона измерения СВЧ мощности, он снабжен независимой по потоку дополнительной гидросистемой, электрически связанной с замкнутой гидросистемой посредством последовательно соединенных термоэлектрических элементов, внутренние спаи которых расположены в замкнутой гидросистеме, а внешние - в дополнительной

гидросистеме, а СВЧ нагрузка включена в дополнительную гидросистему.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Приборы СВЧ. Метод измерения мощиости от 1 кВт. ГОСТ 18127.

2.Ваттметр поглощаемой мощности МЗ-13/1. Мытищинский электротехнический завод.