CN202305657U - 一种用于微波功率量热式测量的波导负载 - Google Patents

一种用于微波功率量热式测量的波导负载 Download PDF

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何巍
张伟伟
杨续军
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Abstract

本实用新型公开了一种用于微波功率量热式测量的波导负载，包括：连接法兰（1）、负载后盖（5）、绝热引线（6），还包括：波导管（2）、加热电阻（3）、吸收体（4）。该波导负载具有较好的微波吸收特性和相同的直流/微波加热效率，并能够充分降低连接法兰（1）的存在对于温度变化量测量的影响。波导负载的吸收体（4）采用对称尖劈状结构，吸收体（4）具有匹配性能优异，热对称性高，直流加热效率高，隔热效果明显等特点。本装置的应用频率范围为18GHz~50GHz，承受功率≤100mW，直流/微波加热效率一致，能够对该频段内的微波功率参数进行准确测量。

Description

一种用于微波功率量热式测量的波导负载
技术领域
本实用新型涉及一种微波波导负载，特别是一种用于微波功率量热式测量的波导负载。
背景技术
微波功率量热式测量方法是根据直流功率和微波功率通过热量替代的原理建立的。其优点是测量准确度高、可过载能力强、动态范围大、阻抗匹配好；缺点是结构复杂、时间常数大（测量时间长）、对环境温度及配套计量设备稳定性要求高。波导负载作为量热式测量的核心元器件，对于量热式测量的准确性，灵敏度、响应时间等重要指标均有着非常大的贡献。
目前应用最广泛的量热式测量用负载结构为普通矩形波导加导电式片状吸收体或绝缘式体状吸收体，并与隔热波导传输线连接。导电式片状负载具有体积小、重量轻、灵敏度高、时间常数小、直流加热效率高等优点，但缺点是微波匹配性能差，无法在全频段实现较好的匹配特性。绝缘式体状负载具有微波匹配性能优异的特点，但是根据直流加热源放置位置的选择不同，难以达到一致的直流/微波替代效率。对于这两种常用的波导负载，其普通波导管以及法兰的存在均会对温度测量结果产生一定的影响。因此，用于微波功率量热式测量的波导负载设计不仅需要考虑到如何提高直流加热效率，也需要考虑到如何满足全频带优异的匹配特性，以及降低连接法兰对于测量结果的影响。
由于高频和微波功率测量的频带较宽、测量准确度要求较高，计量标准建立的难度比较大，因此研制用于微波功率量热式测量的波导负载难度较大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于微波功率量热式测量的波导负载，解决微波功率量热式测量中直流加热效率和微波匹配性能难以满足准确测量的现状，并降低连接法兰对准确测量温升影响的问题。
一种用于微波功率量热式测量的波导负载，包括：连接法兰、负载后盖、绝热引线。还包括：波导管、加热电阻、吸收体。
吸收体为对称尖劈结构，加热电阻与绝热引线电焊连接。绝热引线置于吸收体轴线上，且绝热引线的一端在吸收体内。加热电阻置于吸收体尖劈结构的轴线上。波导管的前段置于连接法兰中心，且电焊连接。波导管的壁厚0.3mm～0.5mm，负载后盖与吸收体胶固定，吸收体与波导管的后端导热硅胶固定。
当输入微波功率时，吸收体吸收一定的微波能量造成波导管外壁的温度产生变化，待温度稳定后，记录下贴覆与波导管外壁10个测温电阻的温升变化量；之后关闭微波信号源，波导管外表面温度开始下降，待温度稳定后，通过绝热导线输入直流功率，由于该波导负载的直流源由深埋在对称尖劈状吸收体内部的加热电阻构成，接触热阻极小，具有与微波功率一致的加热效率，直流能量能够100%转化为热能并由相对热容较大的吸收体吸收，造成波导管外壁温度的变化，通过贴覆于负载外壁的10个测温电阻测量温度的变化量，根据微波功率温升变化量、直流功率温升变化量以及可准确测量的直流功率，可以实现微波功率的准确测量。
本实用新型中用于微波功率量热式测量的波导负载可根据应用频段进行外形尺寸调整，目前用于18GHz~50GHz波导量热计中，承受功率≤100mW，具有结构对称，阻抗匹配特性及隔热特性优异，直流/微波加热效率一致以及测量准确度高的特点，能够实现对该频段内的微波功率参数进行准确测量。
附图说明
图1  一种用于微波功率量热式测量的波导负载的示意图。
1.连接法兰  2.波导管  3.加热电阻  4.吸收体  5.负载后盖  6.绝热引线。
具体实施方式
一种用于微波功率量热式测量的波导负载，包括：连接法兰1、负载后盖5、绝热引线6。还包括：波导管2、加热电阻3、吸收体4。
吸收体4为对称尖劈结构，加热电阻3与绝热引线6电焊连接。绝热引线6置于吸收体4轴线上，且绝热引线6的一端在吸收体4内。加热电阻3置于吸收体4尖劈结构的轴线上。波导管2的前段置于连接法兰1中心，且电焊连接。波导管2的壁厚0.3mm，负载后盖5与吸收体4胶固定，吸收体4与波导管2的后端导热硅胶固定。
当输入微波功率时，吸收体4吸收一定的微波能量造成波导管2外壁的温度产生变化，待温度稳定后，记录下贴覆与波导管2外壁10个测温电阻的温升变化量；之后关闭微波信号源，波导管2外表面温度开始下降，待温度稳定后，通过绝热导线输入直流功率，由于该波导负载的直流源由深埋在对称尖劈状吸收体4内部的加热电阻3构成，接触热阻极小，具有与微波功率一致的加热效率，直流能量能够100%转化为热能并由相对热容较大的吸收体4吸收，造成波导管2外壁温度的变化，通过贴覆于负载外壁的10个测温电阻测量温度的变化量，根据微波功率温升变化量、直流功率温升变化量以及可准确测量的直流功率，可以实现微波功率的准确测量。

Claims (1)

1.一种用于微波功率量热式测量的波导负载，包括：连接法兰(1)、负载后盖(5)、绝热引线(6)，其特征在于还包括：波导管(2)、加热电阻(3)、吸收体(4)；
吸收体(4)为对称尖劈结构，加热电阻(3)与绝热引线(6)电焊连接；绝热引线(6)置于吸收体(4)轴线上，且绝热引线(6)的一端在吸收体(4)内；加热电阻(3)置于吸收体(4)尖劈结构的轴线上；波导管(2)的前段置于连接法兰(1)中心，且电焊连接；波导管(2)的壁厚0.3mm～0.5mm，负载后盖(5)与吸收体(4)胶固定，吸收体(4)与波导管(2)的后端导热硅胶固定。 
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104155512A (zh) * 2014-08-19 2014-11-19 北京无线电计量测试研究所 一种用于射频功率测量的量热式负载座
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