CN103529420A

CN103529420A - 一种3.5mm同轴热敏电阻式功率传递标准座

Info

Publication number: CN103529420A
Application number: CN201310520001.4A
Authority: CN
Inventors: 刘挺; 杨绪军; 侯海娇
Original assignee: Beijing Institute of Radio Metrology and Measurement
Current assignee: Beijing Institute of Radio Metrology and Measurement
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2033-10-29
Also published as: CN103529420B

Abstract

一种3.5mm同轴热敏电阻式功率传递标准座，所述功率传递标准座包括接头，隔热传输线构件，控温腔构件和测辐射热器，所述测辐射热器包括外轮廓和氧化铍内导体，所述接头与隔热传输线构件的一端螺接，所述隔热传输线构件穿过控温腔构件的腔体，所述隔热传输线构件的另一端与测辐射热器的氧化铍内导体连接，所述控温腔构件与测辐射热器的外轮廓固接。采用双热敏电阻珠的结构设计了一种3.5mm同轴热敏电阻式功率传递标准座,该设计改变了现有双热敏电阻功率座的内部传输结构尺寸，实现了10MHz～26.5GHz频段范围的功率测量。

Description

一种3.5mm同轴热敏电阻式功率传递标准座

技术领域

本发明涉及功率传递标准座领域，特别涉及一种测试频率能达到26.5GHz的3.5mm同轴热敏电阻式功率传递标准座。

背景技术

功率传递标准座是用来对高频和微波功率进行测量的标准装置，在功率计量领域，通常需要进行功率量值传递，而功率传递标准座即要完成功率量值由上一级标准向下一级标准量传的任务。一般，功率传递标准需要具有稳定性好、测量重复性高、响应速度快的特点，以确保功率量值在传递过程中的一致性。

热敏电阻是一种对温度十分敏感的元件，当它吸收功率时，其电阻值将发生明显的变化，通过测量其电阻的变化，从而确定它所吸收的功率。因其具有出色的稳定性和较高的灵敏度，被设计为热敏电阻式功率座，广泛地应用在计量机构中进行功率量值传递。

目前，热敏电阻式功率座有两种形式，一种是采用传统型的双热敏电阻对结构，这种结构具有两对（4个）热敏电阻珠，一对热敏电阻用于高频、微波功率测量，另一对用于温度补偿，这种结构可实现快速测量，但由于温度补偿精度不高，其功率测量的准确度难以达到用作微波功率标准的要求。另一种形式采用双热敏电阻结构，即内部只有1对（2个）热敏电阻珠，并均置于恒温环境内部，这种结构可忽略环境温度的影响，功率测量的准确度很高，但由于传输结构的限制，只能工作在18GHz以下频段。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种3.5mm同轴热敏电阻式功率传递标准座，在保证测量重复性和稳定性不变的条件下，实现10MHz～26.5GHz频段范围的功率测量。这种3.5mm同轴热敏电阻式功率传递标准座采用3.5mm接头形式，主要由接头、隔热传输线构件、控温腔构件和测辐射热器三部分组成，实现10MHz～26.5GHz频段范围的功率测量。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种3.5mm同轴热敏电阻式功率传递标准座，所述功率传递标准座包括接头，隔热传输线构件，控温腔构件和测辐射热器，所述测辐射热器包括外轮廓和氧化铍内导体，所述接头与隔热传输线构件的一端螺接，所述隔热传输线构件穿过控温腔构件的腔体，所述隔热传输线构件的另一端与测辐射热器的氧化铍内导体连接，所述控温腔构件与测辐射热器的外轮廓固接。

进一步地，所述隔热传输线构件包括外导体、内导体、内导体插针、第一连接件和第二连接件，所述外导体套设在内导体的外面，所述内导体的一端固接有内导体插针，所述第一连接件固设在外导体外壁的下部，所述第二连接件固设在外导体外壁的上部，所述第一连接件和第二连接件均设有外壁螺纹，所述第一连接件的外壁螺纹与接头的内螺纹螺接。

进一步地，所述控温腔构件包括控温腔上部和控温腔下部，所述控温腔上部的一端设有凸起，所述控温腔下部设有与凸起匹配对应的凹槽，所述凹槽内壁设有螺纹，所述凸起设有外壁螺纹和内壁螺纹，所述凸起的外壁螺纹与凹槽内壁的螺纹连接，所述凸起的内壁螺纹与第二连接件的外壁螺纹连接。控温腔上部和控温腔下部两部分由螺纹连接的优点在于易于加工，且能提高腔体内部的同心度，腔体呈圆柱形，有利于腔内温度的各向一致。

进一步地，所述测辐射热器的外轮廓包括依次连接的聚四氟乙烯圆环、金属圆环、铜圆环和紧箍腔，所述氧化铍内导体位于外轮廓的中空部分，所述氧化铍内导体为四棱柱形，所述氧化铍内导体的对应两侧面分别设有凹槽，所述两侧面的凹槽内分别焊接有热敏电阻珠，所述氧化铍内导体的顶面粘贴有隔直电容，所述隔直电容与内导体固接，所述外轮廓与控温腔上部固接。

进一步地，所述隔直电容与内导体之间通过波纹管固接在一起。

进一步地，所述紧箍腔的中空部分与紧箍腔的顶面上的中空部分与两个对应侧边之间分别设有引线槽，所述氧化铍内导体的带有凹槽的两个侧面上去除凹槽表面部分以及氧化铍内导体的顶面和底面外分别覆有镀金层，所述热敏电阻珠下方的镀金层上焊接有引线，所述引线从引线槽中穿出。

进一步地，所述第一连接件、第二连接件、控温腔上部和控温腔下部的材质为铜。利用铜材质比热容较大的特点作为连接件，要求第一连接件的外壁螺纹间距较小，便于微调接头与外导体的相对位置。

进一步地，所述外导体和内导体为不锈钢管。利用不锈钢材料相对导热系数小的特点，能有效的减小热敏电阻的热量向腔体外部传输以及防止腔体外部的热量传入功率传递标准座内部从而影响热敏电阻的微波功率吸收效率。

进一步地，所述第一连接件和第二连接件分别通过焊锡工艺连接在外导体外壁的下部和外导体外壁的上部。采用焊锡工艺相比银焊工艺可以避免外导体不锈钢管的变形，相比导电胶连接可提高机械强度。

进一步地，所述外导体的内径为3.5mm。

本发明由于采用了以上技术方案，采用双热敏电阻珠的结构设计了一种3.5mm同轴热敏电阻式功率传递标准座。该设计改变了现有双热敏电阻功率座的内部传输结构尺寸，实现了10MHz～26.5GHz频段范围的功率测量。

下面结合附图对本发明的一种3.5mm同轴热敏电阻式功率传递标准座做进一步说明。

附图说明

图1为本发明一种3.5mm同轴热敏电阻式功率传递标准座的结构爆炸示意图；

图2为本发明一种3.5mm同轴热敏电阻式功率传递标准座的外观结构示意图；

图3为本发明一种3.5mm同轴热敏电阻式功率传递标准座的测辐射热器结构爆炸示意图。

图中各标记如下：1接头，21第一连接件，22第二连接件，3外导体，4内导体插针，5内导体，6控温腔下部，7控温腔上部，71凸起，8波纹管，9测辐射热器，91聚四氟乙烯圆环，92金属圆环，93铜圆环，94紧箍腔，95氧化铍内导体，96热敏电阻珠，97隔直电容，98引线槽。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种3.5mm同轴热敏电阻式功率传递标准座，所述功率传递标准座包括接头1，隔热传输线构件，控温腔构件和测辐射热器9，所述测辐射热器9包括外轮廓和氧化铍内导体95，所述接头1与隔热传输线构件的一端螺接，所述隔热传输线构件穿过控温腔构件的腔体，所述隔热传输线构件的另一端与测辐射热器9的氧化铍内导体95连接，所述控温腔构件与测辐射热器9的外轮廓固接。

所述隔热传输线构件包括外导体3、内导体5、内导体插针4、第一连接件21和第二连接件22，所述外导体3套设在内导体5的外面，所述内导体5的一端固接有内导体插针4，所述第一连接件21固设在外导体3外壁的下部，所述第二连接件22固设在外导体3外壁的上部，所述第一连接件21和第二连接件22均设有外壁螺纹，所述第一连接件21的外壁螺纹与接头1的内螺纹螺接。此时内导体插针1从接头1中穿出。

所述控温腔构件包括控温腔上部7和控温腔下部6，所述控温腔上部7的一端设有凸起71，所述控温腔下部6设有与凸起71匹配对应的凹槽，所述凹槽内壁设有螺纹，所述凸起71设有外壁螺纹和内壁螺纹，所述凸起71的外壁螺纹与凹槽内壁的螺纹连接，所述凸起71的内壁螺纹与第二连接件22的外壁螺纹连接。控温腔上部7和控温腔下部6两部分由螺纹连接的优点在于易于加工，且能提高腔体内部的同心度，腔体呈圆柱形，有利于腔内温度的各向一致。中间形成的腔体内径为29mm，高度为35mm，所述控温腔上部7和控温腔下部6的壁厚为5mm，所述控温腔上部7和控温腔下部6的外壁上缠绕加热丝，通电加热控制腔体内的温度在60摄氏度。

如图3所示，所述测辐射热器9的外轮廓包括依次连接的聚四氟乙烯圆环91、金属圆环92、铜圆环93和紧箍腔94，所述氧化铍内导体95位于外轮廓的中空部分，所述氧化铍内导体95为1mm×1mm×12mm的四棱柱，所述氧化铍内导体95的对应两侧面距离顶面1mm的位置分别设有凹槽，所述凹槽宽1mm，宽0.25mm。所述两侧面的凹槽内分别焊接有热敏电阻珠96，所述氧化铍内导体95的顶面粘贴有隔直电容97，所述隔直电容97与内导体5固接，所述外轮廓与控温腔上部7固接。

所述隔直电容97与内导体5之间通过波纹管8固接在一起。

所述紧箍腔94的中空部分与紧箍腔94的顶面上的中空部分与两个对应侧边之间分别设有引线槽98，所述氧化铍内导体95的带有凹槽的两个侧面上去除凹槽表面部分以及氧化铍内导体95的顶面和底面外分别覆有镀金层，所述热敏电阻珠96下方的镀金层上焊接有引线，所述引线从引线槽98中穿出。

所述第一连接件21、第二连接件22、控温腔上部7和控温腔下部6的材质为铜。所述第一连接件21和第二连接件22的内径为3.6mm，内壁光滑。所述外导体3能够刚好插入第一连接件21和第二连接件22的圆环中，且不留缝隙。利用铜材质比热容较大的特点作为连接件，要求第一连接件的外壁螺纹间距较小，便于微调接头与外导体的相对位置。

所述第一连接件21和第二连接件22分别通过焊锡工艺连接在外导体3外壁的下部和外导体3外壁的上部。采用焊锡工艺相比银焊工艺可以避免外导体不锈钢管的变形，相比导电胶连接可提高机械强度。

所述外导体3和内导体5为壁厚为0.1mm的不锈钢管。利用不锈钢材料相对导热系数小的特点，能有效的减小热敏电阻的热量向腔体外部传输以及防止腔体外部的热量传入功率传递标准座内部从而影响热敏电阻的微波功率吸收效率。所述外导体3的长度为70mm，内径为3.5mm。所述内导体5的长度为80mm，外径为1.54mm。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种3.5mm同轴热敏电阻式功率传递标准座，其特征在于：所述功率传递标准座包括接头（1），隔热传输线构件，控温腔构件和测辐射热器（9），所述测辐射热器（9）包括外轮廓和氧化铍内导体（95），所述接头（1）与隔热传输线构件的一端螺接，所述隔热传输线构件穿过控温腔构件的腔体，所述隔热传输线构件的另一端与测辐射热器（9）的氧化铍内导体（95）连接，所述控温腔构件与测辐射热器（9）的外轮廓固接。

2.根据权利要求1所述的一种3.5mm同轴热敏电阻式功率传递标准座，其特征在于：所述隔热传输线构件包括外导体（3）、内导体（5）、内导体插针（4）、第一连接件（21）和第二连接件（22），所述外导体（3）套设在内导体（5）的外面，所述内导体（5）的一端固接有内导体插针（4），所述第一连接件（21）固设在外导体（3）外壁的下部，所述第二连接件（22）固设在外导体（3）外壁的上部，所述第一连接件（21）和第二连接件（22）均设有外壁螺纹，所述第一连接件（21）的外壁螺纹与接头（1）的内螺纹螺接。

3.根据权利要求1所述的一种3.5mm同轴热敏电阻式功率传递标准座，其特征在于：所述控温腔构件包括控温腔上部（7）和控温腔下部（6），所述控温腔上部（7）的一端设有凸起（71），所述控温腔下部（6）设有与凸起（71）匹配对应的凹槽，所述凹槽内壁设有螺纹，所述凸起（71）设有外壁螺纹和内壁螺纹，所述凸起（71）的外壁螺纹与凹槽内壁的螺纹连接，所述凸起（71）的内壁螺纹与第二连接件（22）的外壁螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的一种3.5mm同轴热敏电阻式功率传递标准座，其特征在于：所述测辐射热器（9）的外轮廓包括依次连接的聚四氟乙烯圆环（91）、金属圆环（92）、铜圆环（93）和紧箍腔（94），所述氧化铍内导体（95）位于外轮廓的中空部分，所述氧化铍内导体（95）为四棱柱形，所述氧化铍内导体（95）的对应两侧面分别设有凹槽，所述两侧面的凹槽内分别焊接有热敏电阻珠（96），所述氧化铍内导体（95）的顶面粘贴有隔直电容（97），所述隔直电容（97）与内导体（5）固接，所述外轮廓与控温腔上部（7）固接。

5.根据权利要求4所述的一种3.5mm同轴热敏电阻式功率传递标准座，其特征在于：所述隔直电容（97）与内导体（5）之间通过波纹管（8）固接在一起。

6.根据权利要求5所述的一种3.5mm同轴热敏电阻式功率传递标准座，其特征在于：所述紧箍腔（94）的中空部分与紧箍腔（94）的顶面上的中空部分与两个对应侧边之间分别设有引线槽（98），所述氧化铍内导体（95）的带有凹槽的两个侧面上去除凹槽表面部分以及氧化铍内导体（95）的顶面和底面外分别覆有镀金层，所述热敏电阻珠（96）下方的镀金层上焊接有引线，所述引线从引线槽（98）中穿出。

7.根据权利要求6所述的一种3.5mm同轴热敏电阻式功率传递标准座，其特征在于：所述第一连接件（21）、第二连接件（22）、控温腔上部（7）和控温腔下部（6）的材质为铜。

8.根据权利要求7所述的一种3.5mm同轴热敏电阻式功率传递标准座，其特征在于：所述外导体（3）和内导体（5）为不锈钢管。

9.根据权利要求8所述的一种3.5mm同轴热敏电阻式功率传递标准座，其特征在于：所述第一连接件（21）和第二连接件（22）分别通过焊锡工艺连接在外导体（3）外壁的下部和外导体（3）外壁的上部。

10.根据权利要求9所述的一种3.5mm同轴热敏电阻式功率传递标准座，其特征在于：所述外导体（3）的内径为3.5mm。