Измеритель свч-мощности

,Я 1 С 01 К 21/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ фф 6 А Агюст Н АВТОРСНОЕУ 6 ЕЩПВВСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССРиипвйй(71) Институт прикладной физикиАН СССР(54)(57) 1. ИЗМЕРИТЕЛЬ СВЧ МОЩНОСТИ,содержащий стакан с поглощающей жидкостью, размещенный перед излучающим концом волновода, и датчик температуры поглощающей жидкости, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью расиерения динамического диапазона измеряемых уровней мощностиимпульсного излучения в миллиметровом и субмшлиметровом диапазонахдлин волн, стакан установлен с воэможностью осевого вращения, открытыйторец стакана закрыт пластиной, снабженной центральным отверстием, приэтом излучакщий конец волноводаобращен через центральное отверстиек внутренней поверхности боковойстенки стакана.1109663 2. Измеритель по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем,.что объемпоглощающей жидкости составляет неменее 0,25 ЬЗЙ+Ь) и не более1/3 объема стакана,где 3 - длина стакана;й - диаметр центрального отверстия; Ь. - толщина скин-слоя поглощающей жидкости. 3. Измеритель по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что на дне стакана установлен канусный отражатель.Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и может использоваться для измерения мощности излучения мощных СВЧ-источников энергии, в частности мазеров на циклотронном резонансе.Известен измеритель СВЧ-мощности, содержащий установленный внутри трак,та термочувствительный элемент 111.Однако данный измеритель СВЧ-мощности не обеспечивает измерение СВЧ-мощности в большом динамическом диапазоне.Наиболее близким к изобретению является измеритель СВЧ-мощности, содержащий стакан с поглощающей жидкостью, размещенный перед излучающим концом волновода, и датчик температуры поглощающей жидкости 123Однако известный измеритель СВЧ- мощности имеет малый динамический диапазон измеряемых уровней мощности импульсного излучения в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах длин волн.Цель изобретения - расширение динамического диапазона измеряемых уровней мощности импульсного излучения в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах длин волн.Цель достигается тем, что в измерителе СВЧ-мощности, содержащем стакан с поглощающей жидкостью, размещенный перед излучающим концом волновода, и датчик температуры поглощающей жидкости, стакан установлен с возможностью осевого вращения, открытый торец стакана закрыт пластиной, снабженной центральным отверстием, при этом излучающий конец волновода обращен через центральное отверстие к внутренней поверхности боковой стенки стакана. При з том объем поглощающейжидкости составляет не менее0,25 7 ГЬ(й+Ь) и не более 1/3 объемастакана,5 где В - длина стакана,д - диаметр центрального отверстия,Ь - толщина скин-слоя поглощающей жидкости.На дне стакана установлен конусный отражатель,На чертеже представлена конструкция измерителя СВЧ-мощности,Измеритель СВЧ-мощности содержит5 стакан 1 с поглощающей жидкостью 2,размещенный перед излучающим концомволновода 3, и датчик 4 температурыпоглощающей жидкости 2. Стакан 1установлен с возможностью осевого20 вращения с помощью электродвигателя5, открытый торец стакана 1 закрытпластиной 6, снабженной центральнымотверстием 7, при этом излучающийконец волновода 3 обращен через25 центральное отверстие 7 к внутренней поверхности боковой стенки стакана 1, а конусный отражатель 8установлен на дне стакана 1. 30 Измеритель СВЧ-мощности работаетследующим образом.Вблизи боковой стенки стакана 1расположен датчик 4 температуры -термопара, закрепленная неподвиж - З 5 но, например, на стойке 9. Излучающий торец волновода 3 либо введенв стакан 1 через центральное отверстие 7 в пластине 6, либо установлен в непосредственной близости щ ,к нему. Ось волновода 3 наклоненак оси стакана 1, в результате чегоего излучающий торец обращен кбоковой стенке. стакана 1. Угол на11096 Составитель Р.КузнецоваТехред М.Надь Корректор М, Шароши Редактор И.Шулла Заказ 6025/30 Тираж 711 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, ЖРаушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул . Проектная. 4 3 б клона волновода 3, определяющий число переотражений излучения в стакане 1, выбирается в соответствии с толщиной скин-слоя поглощающей жидкости 2 так, чтобы вся энергия излучения в течение одного импульса после многократных переотражений поглощалась поглощающей жидкостью 2 (для воды достаточно 8-10 переотражений, что реализуется 1 О при угле Ф:30 ) . Поскольку точность измерений определяется объемом поглощающей жидкости 2, то для обеспечения высокой точности целесообразно использовать поглощающую жид кость 2 объемом от 0,25 П ЬЙ(д + Ь) до 1/3 объема стакана 1 ( Р - длина стакана 1), Нижний предел соответствует распределению поглощающей жидкости по боковой стенке стакана 1 толщиной 0,5 й что с учетом отражения эквивалентно толщийе, равной толщине скин-слоя, а верхний предел определяется чувствительностью известных датчиков 4 температуры и пре вышение этой величины приводит к снижению точности.В интервал времени, предшествующий моменту подачи в измеритель СВЧ-мощности импульсного излучения стакан 1 приводится во вращение электродвигателем 5 со скоростью не менее 2 Т/1. ( Т - длительность импульсного излучения), в результате чего поглощающая жидкость 235 растекается по боковой стенке стакана 1. В установившемся режиме вся поглощающая жидкость 2 равномерно покрывает боковую стенку стакана 1. слоем, толщина которого определяется объемом поглощающей жидкости 2. Вытеканию поглощающей жидкости 2 из стакана 1 препятствует пластина 6. 3 4Поскольку стакан 1 и волновод 3 установлены под углом друг к другу, в момент подачи в измеритель СВЧ-мощности импульсного излучения, оно падает на "покрытую" жидкостью боковую стенку стакана 1, переотражается на конусный отражатель 8, затем на стенку стакана 1, и т.д., отдавая поглощающей жидкости 2 свою энергию. В момент окончания импульса электродвигатель 5 останавливается, поглощающая жидкость 2, перемешиваясь, сли - вается в низ стакана 1. Поскольку скорость вращения .стакана 1 согласована с длительностью импульса, за время вся энергия излучения поглощается поглощающей жидкостью 2.По температуре поглощающей жидкости 2 до и после подачи импульсного излучения, измеренной датчиком 4 температуры, например термопарой,и по объему поглощающей жидкости 2 измеряют поглощенную энергию и, следовательно, СВЧ в мощнос излучения.Таким образом, в предлагаемом измерителе СВЧ-мощности достигается увеличение эффективной поверхности поглощающей жидкости путем равномерного распределения ее по поверхности стакана при вращении последнего.Измеритель СВЧ в мощнос применим для измерения любых мощностей, однако усложнение его конструкции по сравнению с известным оправдано при использовании его для измерения больших мощностей, верхний предел измеряемых СВЧ-мощностей ограничен только свойствами используемой в качестве поглотителя поглощающей жидкости. Высокая точность измерений обеспечивается за счет непосредственного измерения температуры поглощающей жидкости в стакане.1