Термопарный датчик свч-мощности

 

Изобретение относится к измерительной технике сверхвысоких частот. Цель изобретения - повышение чувствительности. Термопарный датчик СВЧ-мощности содержит полуметаллический элемент 1, выполненный в виде пленки, размещенный на диэлектрической подложке 2, металлическое основание 3, металлический зонд 4. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5))5 С 01 R 21 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4468542/24-09 (22) 27.07,.88 (46) 30.08.90. Бюл. 11 - 32 (71) Харьковский государственный университет им. А.N.Ãîðüêîãî (72) В.М.Светличный, В,Т.Плаксий и И.И.Баркова (53) 621.317.37 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 272610, кл. Г 01 К 7/02, 1968.

Авторское свидетельство СССР

Ф 3366617, кл. G 01 К 29/00, 1970.

SU„158 219 А1 (54) ТЕРМОПАРНЫЙ ДАТЧИК СВЧ-МОЩНОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике сверхвысоких частот.

Цель изобретения — повышение чувствительности. Термопарный датчик СВЧмощности содержит полуметаллический элемент 1, выполненный в виде пленки, размещенный на диэлектрической подложке 2, металлическое основание 3, металлический зонд 4. 2 ил.

1589219

Изобретение OTHOcHTcR к измерительной технике сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использовано в качестве датчика мощности СВЧ и из5 мерителях малых уровней мощности, в частности среднего BO времени значения непрерывной и модулированной мощности СВЧ, однако оно может быть также использовано и в измерителях им- 1р пульсной (пиковой) мощности.

Цель изобретения — повышение чувствительности датчика.

На фиг. 1 представлена конструкция термопарного датчика СВЧ-мощности, }5 на фиг.2 — линии напряженности электрического поля вблизи горячего спая.

Термопарный датчик СВЧ-мощности содержит полуметаллический элемент 1, выполненный в виде полуметаллической 2р пленки, диэлектрическую подложку 2, металлическое основание 3 и металлический зонд 4, Термопарный датчик СВЧ-мощности работает следующим образом. 25

Один из контактов (малой площади) разогревается протекающим током и служит горячим спаем термопары, в то время как второй контакт (большой площади) практически не разогревается и его температура остается равной температуре окружающей среды, При выполнении горячего спая термопары в виде контакта тонкой полуметаллической пленки и погруженного в нее заостренного металлического зонда

35 тепловыделение при поглощении СВЧмощности происходит в основном в непосредственной близости от контакта малой площади.

Это позволяет увеличить чувстви:— тельность датчика за счет уменьшения объема полуметаллического элемента,разогреваемого поглощаемой СВЧмощностью, 45

Тонкая полуметаллическая пленка 1 имеет толщину d и нанесена на диэлектрическую подложку 2, находящуюся в углублении металлического основания

3. Полуметаллическая пленка 1 контактирует с металлическим основанием

3 по окружности радиусом Ro, образуя в месте контакта холодный спай термопары. Эта же полуметаллическая пленка 1 контактирует с заостренным металлическим зондом 4 с малым радиусом; закругления, который погружается в нее, прокалывая ее до диэлектрической подложки 2. Из-за большого давления в месте соприкосновения зонда

4 с диэлектрической подложкой 2 он деформируется, так что геометрия контакта полуметаллической пленки 1 с заостренным металлическим зондом 4 получается такой, какая показана на фиг.2. Полуметаллическая пленка 1 контактирует с заостренным металлическим зондом 4 по окружности малого радиуса r образуя в месте этого контакта горячий спай термопары.

Условия для протекания тока через контакт малой площади (горячий спай) практически не зависят от глубины погружения зонда в пленку. В любом случае линии тока радиально расходятся от контакта малой площади к контакту большой площади параллельно поверхностям пленки. Не изменяются также условия для теплоотвода от контакта малой площади при полном и неполном погружениях зонда в полуметаллическую пленку, тепловыделение из-за протекания тока осуществляется в небольшой окрестности полуметаллической пленки,„ теплоотвод в любом случае осуществляется в основном в диэлектрическую подложку. Однако для увеличения устойчивости датчика к механическим воздействиям необходимо, чтобы металлический зонд механически контактировал с диэлектрической подложкой. При этом положение зонда фиксируется, т.е. возможность

его перемещения параллельно поверхности пленки значительно уменьшается.

Сопротивление термопарного датчика СВЧ-мощности составляет

При р = 10 Ом ° см, R = 1 мм, r =

-3

3 мм, d - =0,3 мкм получается R =

12,20 м, В общем случае сопротивление составляет 10-20 Ом, поэтому при использовании Н- и особенно П-волноводов он полностью согласуется с СВЧ-трактом, отбирает иэ тракта всю мощность СВЧ и является датчиком поглощающего типа. !

Не сложно получить полуметаллическне пленки с еще меньшей толщиной (d <0,1 мкм), что позволяет получить датчики с еще большей чувствительностью и с большим сопротивлением при сохранении инерционности.

5 158921 изобретения

Формула

Фиг.2.

Составитель Н.Михайлова

Редактор Л.Пчолинская Техред М.Дидык Корректор Н.Ревская

Заказ 2539 Тираж 549 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

Термопарный датчик СВЧ-мощности, содержащий полуметаллическнй элемент, горячий спай которого выполнен в виде точечного контакта, образованного погружением острия металлического зонда в полуметаллический элемент, а холодный спай образован полуметаллическим

6 элементом, размещенным на металлическом основании, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повьппения чувствительности, введена диэлектрическая подложка, размещенная в углублении, выполненном в торце металлического основания, полуметаллический элемент выполнен в виде пленки и расположен на диэлектрической подложке.