Преобразователь мощности проходного типа на основе применения матрицы термисторных СВЧ-датчиков

Полезная модель относится к измерительной технике, ваттметрам проходного типа (калибраторам мощности), предназначена для измерения и передачи единицы мощности электромагнитных колебаний в диапазоне сверхвысоких частот в волноводных трактах.
Известен волноводный калибратор мощности, содержащий направленный ответвитель, состоящий из трех волноводных каналов: первый канал входной, в конце которого расположена поглощающая нагрузка, второй канал закрепленный сверху первого и соединенный с ним через область связи, в этом канале с одной стороны установлена поглощающая нагрузка, с другой выход к которому присоединен преобразователь мощности оконечного типа в защитном кожухе, третий канал находится снизу и подключен через область связи к первому каналу, в нем с одной стороны установлена поглощающая нагрузка, с другой стороны выход остается открытым для подключения поверяемого (калибруемого) средства измерений.
Недостатками преобразователя мощности проходного типа являются сложность изготовления, крупные масса-габаритные характеристики, а также неполное согласование с измерительным трактом, которое характеризуется модулем эффективного коэффициента отражения выхода ваттметра проходного типа (далее - ).
В качестве ближайшего аналога (прототипа) взяты калибраторы мощности волноводные М1-10, М1-11 [1].
К недостаткам прототипа относятся большое значение , рассогласование с трактом, которое приводит к дополнительной погрешности измерений мощности электромагнитных колебаний, а также большие масса-габаритные характеристики.
Техническим результатом являются уменьшение , что повышает точность измерений мощности электромагнитных колебаний, а также уменьшение масса-габаритных характеристик.
Технический результат достигается за счет того, что преобразователь мощности проходного типа включает в себя волноводный направленный ответвитель с двумя волноводными каналами, основной канал содержит вход и выход, область связи, выполненную в виде набора квадратных отверстий, через которую осуществляется переход в вспомогательный канал, в вспомогательном канале до области связи установлена поглощающая нагрузка, далее за областью связи последовательно расположены волноводный ступенчатый согласующий трансформатор, матрица термисторных СВЧ-датчиков и дополнительная поглощающая нагрузка, выводы матрицы термисторных СВЧ-датчиков соединены с контактной площадкой, расположенной на внешней стенке согласующего трансформатора, соединяющей ее с разъемом для подключения автобалансного термисторного моста.
Устройство изображено
на фиг. 1, где: а) вид в разрезе сверху и б) вид в разрезе справа по сечению А; 1 - основной канал волновода, 2 - область связи, 3 - вспомогательный канал, 4 - волноводный ступенчатый согласующий трансформатор, 5 - матрица термисторных СВЧ-датчиков, 6 - контактная площадка, 7 - поглощающая нагрузка, 8 -дополнительная поглощающая нагрузка, 9 - разъем для подключения автобалансного термисторного моста, 10 - защитный корпус, 11 - дополнительный защитный корпус; 12 - вход основного канала, 13 - выход основного канала.
Преобразователь мощности проходного типа на основе применения матрицы термисторных СВЧ-датчиков имеет сходство с прототипом по следующим признакам: имеется основной волноводный канал (1) с областью связи, выполненной в виде набора квадратных отверстий (2), в вспомогательном канале (3) расположен рабочий термистор, отличается разработанное устройство тем, что применяется согласующий трансформатор (4), в котором находится матрица термисторных СВЧ-датчиков (5), отсутствует третий волноводный канал, что упрощает конструкцию, выводы рабочих термисторов соединены с контактной площадкой (6) закрепленной на внешней части волноводного трансформатора, за термисторными СВЧ-датчиками находится поглощающая нагрузка (8), согласующий трансформатор с термисторными СВЧ-датчиками закрыт защитным корпусом (10), на котором расположен разъем для подключения к автобалансному термисторному мосту (9), и дополнительно вся конструкция закрыта защитным корпусом (11).
Конструкция преобразователя мощности проходного типа на основе применения матрицы термисторных СВЧ-датчиков позволяет обеспечить значение  не более 0,03 в рабочем диапазоне частот волноводного тракта.
Данное устройство работает следующим образом.
На вход подается мощность СВЧ, при этом электромагнитная волна, распространяемая в основном канале волновода, через область связи часть сигнала попадает в вспомогательный канал, в нем последовательно распространяется через согласующий трансформатор, за которым находится матрица термисторов, проходит вдоль последовательно расположенных параллельно узкой стенке термисторов, для дополнительного согласования установлена поглощающая нагрузка. Каждый из термисторов включается в свой автобалансный термисторный мост, поддерживающий заданное значение сопротивления термистора постоянному току. Мощность СВЧ, поглощенная каждым термистором измеряется методом замещения, при этом мощность СВЧ замещается мощностью постоянного тока, измерение которой определяется путем измерения напряжения на каждом автоболансном термисторном мосту с учетом рабочих сопротивлений термисторов и резисторов моста.
Для достижения поставленного технического результата используется матрица СВЧ-датчиков, область связи в виде квадратных отверстий и поглощающих нагрузок, это позволяет обеспечить заявленные характеристики полезной модели и тем самым снизить погрешность рассогласования, увеличить точность передачи единицы мощности электромагнитных колебаний. За счет уменьшения габаритов удается снизить масогабаритные характеристики.
Источники информации
[1] - Калибраторы мощности волноводные M1 208.003.ПС.