SU1109663A1

SU1109663A1 - Uhf power converter

Info

Publication number: SU1109663A1
Application number: SU823436554A
Authority: SU
Inventors: Виктор Николаевич Глазман; Лев Владимирович Николаев
Original assignee: Институт прикладной физики АН СССР
Priority date: 1982-05-13
Filing date: 1982-05-13
Publication date: 1984-08-23

Abstract

1. ИЗМЕРИТЕЛЬ СВЧ МОДНОС содержащий стакан с поглощающей ж костыо, размещенный перед излучающим концом волновода, и датчик температуры поглощающей жидкости, о тличающийс тем, что, с целью рас1Ш1рени динамического диапазона измер е1 а к уровней мощности импульсного излучени в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах длин волн, стакан установлен о возможностью осевого вращени , открытый торец стакана закрыт пластиной, снабженной центральным отверстием, при этом излучающий конец волновода обращен через центральное отверстие к внутренней поверхности боковой стенки стакана.1. UHF MODERN MEASURER containing a cup with an absorbing well placed in front of the radiating end of the waveguide, and a temperature sensor of the absorbing fluid, differing in that in order to determine the dynamic range of the measurement of e1 a to the power levels of pulsed radiation in the millimeter and submillimeter wavelengths , the glass is installed about the possibility of axial rotation, the open end of the glass is closed by a plate equipped with a central hole, while the radiating end of the waveguide is facing through the central hole the inner surface of the side wall of the cup.

Description

2. Измеритель по п. 1, о т л и чающийс тем,.что объем поглощающей жидкости составл ет не менее 0,() и не более 1/3 объема стака;1а, где f - длина стакана;2. The meter according to claim 1, about 1 tl, which means that the volume of the absorbing liquid is not less than 0, () and not more than 1/3 of the volume of the stack; 1a, where f is the length of the glass;

d -диаметр центрального отверсти ;d - diameter of the central hole;

fv - толщина скин-сло поглои1эющей жидкости.fv is the thickness of the skin layer of the absorbed liquid.

3. Измеритель по п. 1, отличающийс тем, что на дне стакана установлен конусный отражатель .3. Meter according to claim 1, characterized in that a cone reflector is installed at the bottom of the glass.

Изобретение относитс к технике измерений на СВЧ и может использоватьс дл измерени мощности излучени мощных СВЧ-источников энергии, в частности мазеров на циклотронном резонансе.The invention relates to a technique for measuring at microwave frequencies and can be used to measure the radiation power of powerful microwave energy sources, in particular cyclotron resonance masers.

Известен измеритель СВЧ-мощности, содержащий установленный внутри трак . та термочувствительньй элемент l}.A known microwave power meter has a track mounted inside. that heat sensitive element l}.

Однако данньй измеритель СВЧ-мощности не обеспечивает измерение СВЧ-мощности в бальщом динамическом диапазоне.However, this microwave power meter does not provide a microwave power measurement in a dynamic dynamic range.

Наиболее близким к изобретению вл етс измеритель СВЧ-мощности,Closest to the invention is a microwave power meter,

содержащий стакан с поглощающей жидкостью, размещенный перед излучающим концом волновода, и датчик температуры поглощающей жидко1сти 2} containing a glass with absorbing liquid, placed in front of the radiating end of the waveguide, and a temperature sensor for absorbing liquid 2}

Однако известный измеритель СВЧмощности имеет малый динамический диапазон измер емых уровней мощности импульсного излучени в миллиметрово и субмиллиметровом диапазонах длин волн. However, the known microwave power meter has a small dynamic range of measured power levels of pulsed radiation in the millimeter and submillimeter wavelength ranges.

Цель изобретени - расширение динамического диапазона измер емых уровней мощности импульсного излучени в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах длин волн.The purpose of the invention is to expand the dynamic range of the measured power levels of the pulsed radiation in the millimeter and submillimeter wavelength ranges.

Цель достигаетс 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 вращени , открытый торец стакана закрыт пластиной , снабженной центральньм отверстием , при этом излучающий конец волновода обращен через центральное отверстие к внутренней поверхности боковой стенки стакана.The goal is achieved by the fact that in the microwave power meter containing a glass with absorbing liquid, placed in front of the radiating end of the waveguide, and a temperature sensor for absorbing liquid, the cup is installed with the possibility of axial rotation, the open end of the glass is closed with a plate equipped with a central hole, while the radiating end Waveguide facing through the central hole to the inner surface of the side wall of the glass.

При этом объем поглощающей жидкости составл ет не менее 0,25 TThJCd+h) и не более 1/3 объем стакана, где - длина стакана,The volume of the absorbing liquid is not less than 0.25 TThJCd + h) and not more than 1/3 the volume of the glass, where is the length of the glass,

d - диаметр центрального отверсти ,d is the diameter of the central hole,

h - толщина скин-сло поглощающей жидкости.h is the thickness of the skin layer of the absorbing liquid.

На дне стакана установлен конусный отражатель.A cone reflector is installed at the bottom of the glass.

На чертеже представлена конструкци измерител СВЧ-мощности.The drawing shows the construction of the microwave power meter.

Измеритель СВЧ-мощности содержит стакан 1 с поглощающей жидкостью 2, размещенный перед излучающим концом волновода 3, и датчик 4 температуры поглощающей жидкости 2. Стакан 1 установлен с возможностью осевого вращени с помощью электродвигател 5, открытый торец стакана 1 закрыт пластиной 6, снабженной центральным отверстием 7, при этом излучающий конец волновода 3 обращзн через центральное отверстие 7 к внутренней поверхности боковой стенки стакана 1, а конусный отражатель 8 установлен на дне стакана 1.The microwave power meter contains a cup 1 with absorbing liquid 2, placed in front of the radiating end of waveguide 3, and a sensor 4 of the temperature of absorbing fluid 2. The cup 1 is mounted for axial rotation using an electric motor 5, the open end of the cup 1 is closed by a plate 6 equipped with a central hole 7, with the radiating end of the waveguide 3 facing through the central opening 7 to the inner surface of the side wall of the sleeve 1, and the cone reflector 8 is installed at the bottom of the sleeve 1.

Измеритель СВЧ-мощности работает следующим образом.The microwave power meter works as follows.

Вблизи боковой стенки стакана 1 расположен датчик 4 температуры термопара , закрепленна неподвиж но , например, на стойке 9. Излучающий торец волновода 3 либо введен в стакан 1 через центральное отверстие 7 в пластине 6, либо установлен в непосредственной близости к нему. Ось волновода 3 наклонена к оси стакана 1, в результате чего его излучающий торец обращен к боковой стенке.стакана 1. Угол наклона волновода 3, определ ющий число переотражений излучени в стакане 1, выбираетс в соответствии с толщиной скин-сло поглощающей жидкости 2 так, чтобы вс энерги излучени в течение одного импульса после многократных переотраже ий поглощалась поглощающей жидкостью 2 (дл воды достаточно 8-10 переотражений, что реализуетс при угле 5; 30 ) . Поскольку точность измерений определ етс объемом погл щающей жидкости 2, то дл обеспечейи высокой точности целесообразно использовать поглощающую жидкость 2 объемом от 0,25Trht(d + h) до 1/3 объема стакана 1 ( - длина стакана 1). Нижний предел соответствует распределению поглощающей жидкости по боковой стенке стакана 1 толщиной 0,5 h что с учетом отра жени эквивалентно толщине, равной толщине скин-сло , а верхний предел определ етс чувствительностью известных датчиков 4 температуры и пр вьшение этой величийы приводит к снижению точности. В интервал времени, предшествующий моменту подачи в измеритель СВЧ-мощности импульсного излучени стакан 1 приводитс во вращение электродвигателем 5 со скоростью не менее 2 7Г/ТГ (Т - длительность .импульсного излучени ), в результате чего поглощающа жидкость 2 растекаетс по боковой стенке стак на 1. В уста.новившемс режима вс поглощающа жидкость 2 равномерно покрывает боковую стенку стакана 1 слоем, толщина которого определ ет с объемом поглощающей жидкости 2. Вытеканию поглощанхцей жидкости 2 и стакана 1 преп тствует пластина 6. ПОСКОЛЬКУ стакан 1 и волновод 3 установлены под углом друг к другу, в момент подачи в измеритель СВЧ-моп1Ности импульсного излучени , оно падает на покрытую жидкостью боковую стенку стакана 1, переотражаетс на конусный отражатель 8, затем на стенку стакана 1, и т.д., отдава поглощающей жидкости 2 свою энергию. В момент окончани импульса электродвигатель 5 останавливаетс поглощающа жидкость 2, перемешива сь, ели- ваетс в низ стакана 1. Поскольку скорость вращени стакана 1 согласована с длительностью импульса, за врем вс энерги излучени поглощаетс поглощающей жидкостью 2, По температуре поглощающей жидкости 2 до и после подачи импульсного излучени , измеренной датчиком 4 температуры , например термопарой,и по объему поглощающей жидкости 2 измер ют поглощенную энергию и, следовательно , СВЧ-мощность излучени . Таким образом, в предлагаемом измерителе СВЧ-мощности достигаетс увеличение эффективной поверхности поглощающей жидкости путем равномерного распределени ее по поверхности стакана при вращении последнего. Измеритель СВЧ-мощности применим дл измерени любых мощностей, однако усложнение его конструкции по сравнению с известным оправдано при использовании его дл измерени боль-ших мощностей, верхний предел измер емых СВЧ-мощностей ограничен только свойствами используемой в качестве поглотител Поглощающей жидкости. Высока точность измерений обеспечиваетс за счет непосредственного измерени температуры поглощающей жидкости в стакане.Near the side wall of the cup 1, a thermocouple temperature sensor 4 is located fixedly mounted, for example, on rack 9. The radiating end of the waveguide 3 is either inserted into the cup 1 through the central hole 7 in plate 6 or installed in close proximity to it. The axis of the waveguide 3 is inclined to the axis of the glass 1, with the result that its radiating end faces the side wall of the glass 1. The angle of inclination of the waveguide 3, which determines the number of radiation re-reflections in glass 1, is selected in accordance with the skin layer of the absorbing liquid 2, so that so that all the radiation energy during a single pulse after multiple rejections is absorbed by the absorbing liquid 2 (for water, 8-10 repetitions are sufficient, which occurs at an angle of 5; 30). Since the accuracy of measurements is determined by the volume of the absorbing liquid 2, to ensure high accuracy, it is advisable to use an absorbing liquid 2 with a volume of 0.25Trht (d + h) to 1/3 of the volume of glass 1 (is the length of glass 1). The lower limit corresponds to the distribution of the absorbing liquid over the side wall of the glass 1 with a thickness of 0.5 h, which, taking into account reflections, is equivalent to a thickness equal to the thickness of the skin layer, and the upper limit is determined by the sensitivity of the known temperature sensors 4 and the reduction of this magnitude leads to a decrease in accuracy. In the interval of time preceding the moment of supplying the pulse radiation to the microwave power meter, the cup 1 is rotated by the electric motor 5 at a speed of at least 2 7G / TG (T is the duration of the pulsed radiation), as a result of which the absorbing liquid 2 spreads along the side wall of the stack 1. In the new mode, the absorbing liquid 2 uniformly covers the side wall of the glass with 1 layer, the thickness of which determines with the volume of the absorbing liquid 2. The plate 6 is leaking out by the absorption of liquid 2 and glass 1 1. POSK LOCK Cup 1 and waveguide 3 are installed at an angle to each other, at the moment the pulse radiation is supplied to the microwave meter, it falls on the side wall of cup 1 covered with liquid, reflects on the tapered reflector 8, then on the wall of cup 1, and so on ., giving the absorbing liquid 2 its energy. At the moment of the end of the pulse, the motor 5 stops the absorbing liquid 2, mixing, moves to the bottom of the glass 1. As the speed of rotation of the glass 1 is matched with the pulse duration, during the whole time the radiation energy is absorbed by the absorbing liquid 2, The temperature of the absorbing liquid 2 before and after supplying the pulsed radiation measured by the temperature sensor 4, for example a thermocouple, and the volume of the absorbing liquid 2 measures the absorbed energy and, therefore, the microwave radiation power. Thus, in the proposed microwave power meter, an increase in the effective surface of the absorbing liquid is achieved by uniformly distributing it over the surface of the glass as the latter rotates. The microwave power meter is applicable for measuring any power, however, the complexity of its design compared to the known is justified when it is used to measure high power, the upper limit of the measured microwave power is limited only by the properties of the Absorbing Liquid used as an absorber. High measurement accuracy is provided by directly measuring the temperature of the absorbing liquid in the beaker.

Claims

1. A microwave power meter containing a glass with an absorbing liquid, placed in front of the radiating end of the waveguide, and a temperature sensor of the absorbing liquid, characterized in that, in order to expand the dynamic range of the measured power levels of pulsed radiation in the millimeter and submillimeter wavelength ranges, the glass is mounted with the possibility of "axial rotation, the open end of the glass is closed by a plate, equipped with a central hole for the female, while the radiating end of the waveguide is facing through the central hole an inner sidewall surface of the glass.

2. The meter in π. 1, characterized in that the volume of the absorbing liquid is not less than 0.25 ^ ht (d + h) and not more than 1/3 of the volume of the stack, where ί is the length of the glass;

d is the diameter of the central hole;

R is the thickness of the skin layer of the absorbing fluid.

3. The meter in π. 1, characterized in that a conical reflector is installed at the bottom of the glass.