SU682836A1

SU682836A1 - Calorimetric shf power meter

Info

Publication number: SU682836A1
Application number: SU762402761A
Authority: SU
Inventors: Сергей Николаевич Ганшин; Вадим Михайлович Кондратьев; Олег Анатольевич Попов
Original assignee: Предприятие П/Я В-2058
Priority date: 1976-09-01
Filing date: 1976-09-01
Publication date: 1979-08-30

Description

1one

Изобретение относитс к сверхвысокочастотной (СВЧ) радиотехнике и может быть использовано при измерении мощности источников СВЧ колебаний высоких и сверхвысоких уровней мощности.The invention relates to ultra-high frequency (UHF) radio engineering and can be used to measure the power of microwave sources of high and ultra high power oscillations.

Известны СВЧ ваттметры, построенные по принципу поточных калориметров 1,2. Эти устройства, содержащие гидросистемы, термоэлементы и СВЧ нагрузку, измер ют СВЧ мощность путем определени скорости протекани жидкости и разности температур на входе и выходе ее из нагрузки с последующим перемножением этих величин .Known microwave wattmeters, built on the principle of flow calorimeters 1,2. These devices, containing hydraulic systems, thermocouples and microwave load, measure the microwave power by determining the flow rate of the fluid and the temperature difference between the input and output of the load and then multiplying these values.

СВЧ ваттметр позвол ет измер ть достаточно высокий уровень СВЧ мощности , однако его практическа реализаци св зана с трудоемкостью измерительного процесса, калибровки и обработки результатов измерений. Кроме того, к недостаткам этого СВЧ ваттметра относ тс долговременность измерений и трудности, возникающие при автоматизации процесса измерени . Этот измеритель потребл ет много энергии дл обеспечени циркул ции и охлаждени потока жидкости, требует затрат дополнительной ВЧ мощности дл сравнени или замещени при калибровке устройства . Он имеет ограниченный динамический диапазон измер емых мощностей, недостаточный верхний предел измерений, увеличение которого св зано с возрастанием веса и габаритов устройства в целом.The microwave wattmeter allows you to measure a fairly high level of microwave power, but its practical implementation is associated with the complexity of the measurement process, calibration and processing of measurement results. In addition, the disadvantages of this microwave power meter include the long duration of the measurements and the difficulties encountered in automating the measurement process. This meter consumes a lot of energy to circulate and cool the fluid flow, requiring additional RF power to compare or replace when calibrating the device. It has a limited dynamic range of measured powers, an insufficient upper limit of measurements, an increase in which is associated with an increase in weight and overall dimensions of the device.

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.Closest to the proposed invention is a well-known calorimetric power meter of the type M3-I3, mass-produced by industry, containing a closed hydraulic system, radiator, thermoelements and microwave load 2j.

В данном приборе СВЧ мощность измер ют путем замещени измер емой мощности мощностью промышленной частоты, подаваемой на подогреватель, с помощью которого предварительно калибруютс термоэлектрические элементы, причем скорости протекани жидкости в мо.менты калибровки и измерений быть одинаковы . Это устройство имеет недостатки, присущие измерител м СВЧ мощности, построенным но схеме сравнени пли замещени СВЧ мощности; недостаточный динамический диапазон измерений мощности при ограниченном верхнем пределе и повышенный расход энергии. Опыт производственной эксплуатации этого измерител показывает невозможность устранени перечисленных недостатков и подтверждает нерентабельность их дл измерени уровн мощности выше 10 кВт.In this device, the microwave power is measured by replacing the measured power with the power of industrial frequency supplied to the preheater, with which the thermoelectric elements are pre-calibrated, and the flow rates of the liquid to the calibration and measurement items are the same. This device has the disadvantages inherent in microwave power meters, built on a comparison scheme or replacement of microwave power; insufficient dynamic range of power measurements with a limited upper limit and increased power consumption. The operational experience of this meter shows that it is impossible to eliminate the listed deficiencies and confirms their unprofitability for measuring the power level above 10 kW.

Целью изобретени вл етс расширениеThe aim of the invention is to expand

динамического диапазона измерени СВЧ мощности, поступающей на вход СВЧ нагрузки . Дл этого предлагаемый калориметрический измеритель СВЧ мощности снабжен дополнительной независимой по потоку гидросистемой, электрически св занной 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.dynamic range of measuring the microwave power input to the microwave load. For this, the proposed calorimetric microwave power meter is equipped with an additional independent flow system, electrically connected to the closed hydraulic system by series-connected thermoelectric elements, the internal junctions of which are located in the closed one, and the microwave load is included in the additional hydraulic system.

На чертеже дана конструктивна схема описываемого измерител .The drawing is a constructive scheme of the described meter.

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. Дополнительна гидросистема обладает большей пропускной способностью по сравнению с замкнутой.It contains two isolated hydraulic systems: a closed hydraulic system 1 with a forced flow of fluid and an open flow additional hydraulic system 2 with the microwave load 3 incorporated into it. The additional hydraulic system has a greater capacity than the closed one.

В замкнутой гидросистеме расположены насос 4, расходомер 5, радиатор 6, подогреватель 7. Термоэлектрические элементы 8 через переключатель 9 пол рности нагружены на индикаторный прибор 10.In the closed hydraulic system, the pump 4, the flow meter 5, the radiator 6, the heater 7 are located. Thermoelectric elements 8 are loaded on the indicator device 10 through the switch 9 of polarity.

В дополнительной гидросистеме расположены; СВЧ нагрузка 3, стабилизирующее устройство 11, регул тор 12 расхода жидкости и расходомер 13.In the additional hydraulic system are located; Microwave load 3, a stabilizing device 11, a fluid flow controller 12 and a flow meter 13.

Калориметрический измеритель СВЧ мощности работает следующим образом.Calorimetric microwave power meter works as follows.

В дополнительной гидросистеме 2 с помощью регул тора 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 подаетс калибровочна мощность от отдельного источника тока.In the additional hydraulic system 2, using the fluid flow controller 12 ji of the flow meter 13, the predetermined fluid flow rate is set, and in the closed hydraulic system 1, the fluid flow rate is smaller by a factor of 10 (for example, 10 times). The heater 7 is supplied with calibration power from a separate current source.

В результате возникновени разностиAs a result of the difference

температур жидкости в каналах а и б гидросистемы 1 на индикаторном приборе 10 установитс показание термо-э.д.с., пропорциональное величине калибровочной мощности . Затем калибровочна мощность снимаетс и переключатель 9 пол рности устанавливаетс в противоположное положение , что эквивалентно увеличению предела измерени (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 установитс показание термо з.д.с., пропорциональное величине СВЧ мощности рассеиваемой в нагрузке , причем СВЧ мощность будет отличатьс от калибровочной мощности в кратное число раз.the temperature of the fluid in the channels a and b of the hydraulic system 1 on the indicator device 10 will establish a reading of thermo-emf. proportional to the magnitude of the calibration power. Then, the calibration power is removed and the polarity switch 9 is set in the opposite position, which is equivalent to increasing the measurement limit (e.g., 10 times). After that, the microwave power is supplied to the load 3, as a result of which a difference in the temperature of the fluid in the channels c and d occurs, and on the indicator device 10 a reading of the thermal ss will be established, which is proportional to the microwave power dissipated in the load, and the microwave power will differ from calibration power in multiple times.

Claims

1. Microwave devices. Method of measuring power from 1 kW. GOST 18127.

2. Wattmeter absorbed power of MZ-13/1. Mytishchi Electrotechnical Plant.