Измеритель импульсной мощности и плотности потока мощности свч-излучения

 

Использование: регистрация и измерение СВЧ-излучения, генерируемого сверхмощным источником. Сущность изобретения: измеритель импульсной мощности и плотности потока мощности СВЧ- излучения содержит камеру с радиопрозрачным окном, детектор, выполненный в виде электрода, размещенный в вакууме или слое среды, измеритель напряжения. Электрод покрыт слоем диэлектрика; слой среды представляет собой или диэлектрик (или облачко газа или плазмы, создаваемое импульсным напуском посредством облучения лучом лазера или испарением вещества, или вспомогательным электродом), на который подается высоковольтный импульс напряжения относительно электрода. Параллельно измеоителю напряжения включен конденсатор. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 R 29/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (61) 1242855 (21) 4876745/09 (22) 22.10.90 (46) 15.07.92. Бюл. Я 26 (72) А.А.Дорофеюк. А.В,Mocwea и .В.А.Силин (53) 621,317.328 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1242855, кл. G 01 R 29/08, 1984, (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ИМПУЛЬСНОЙ МОЩНОСТИ И ПЛОТНОСТИ ПОТОКА МОЩНОСТИ СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ (57) Использование: регистрация и измереwe СВЧ-излучения, генерируемого сверхмощным источником. Сущность изобретения: измеритель импульсной мощИзобретение относится к технике измерений на СВЧ и может использоваться для регистрации и измерений СВЧ-излучения, генерируемого сверхмощными источниками, например, на релятивистских:электронных пучках, в устройствах и системах для лучевой передачи энергии СВЧ-излучением, например, от солнечных хосмйческйх электростанций на Землю. при наземных лучевых

: трассах, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. Ф 1242855.

Наиболее близким rio технической сущности к предлагаемому устройству является устройство, состоящее из камеры с радиопрозрачным окном, в котором размещен детектор. выполненный в виде электрода, и коронообразующий слой среды с понижен ной пороговой плотностью пробоя наповерхности, а также измеритель напряжения с нагрузочным сопротивлением.

„, Ы„, 1748092 А2 ности и плотности потока мощности СВЧизлучения содержит камеру с радиопрозрачным окном, детектор, выполненный в виде электрода, размещенный в вакууме или слое среды, измеритель напряжения.

Электрод покрыт слоем диэлектрика; слой среды представляет собой или диэлектрик (или облачко газа или плазмы, создаваемое импульсным напуском посредством облучения лучам лазера или испарением вещества, или вспомогательным электродом), на который подается высоковольтный импульс напряжения относительно электрода.

Параллельно измеоителю напряжения включен конденсатор. 1 ил.

Недостатками известного устройство является относительно низкая надежность и неудобство эксплуатации.

Данные недостатки следуют из принципа действия прототипа. Покажем это следующими доводами.

При воздействии СВЧ-излучения в камере у поверхности коронообразующего слоя среды с пониженной пороговой плотностью пробоя образуется горячая плазменная корона, с которой непосредственно контактирует электрод. Электрод, контактируя с горячей плазмой, рождает дугу и принимает потенциал плазмь|, который подается на измеритель напряжения через нагрузочное сопротивление, Образование на электроде дуги с горйчей плазменной короной неизбежно приводит к разогреву, разрушению и расходу материала электро" да

При этом, чем выше уровень измеряемой ППЭ СВЧ-излучения, тем меньше будет

1748092 допустимаЯдлительностькакоднократного введенный конденсатор С,4, а также Распроцесса измеРениЯ, так и o6 его сРока пределеннуюемкостьСрэлектрод — корона. эксплУатации УстРойства в непРеРывном г1оскольку в прототипе электрод непосрежйме. Расход материала электрода, та- Редственно контактирует с короной и обраким обра ом; с жае надежность Ус Рой- 5 зуется дуга, то регистрируемое на нагрузочном сопротивлении напряжение

Следуетотметить, что, поскольку потен- практически равно потенциалу короны, так циал плазменной короны пропорционален .как сопротивление нагрузки подобрано из

ЭНЕРГИИ ПОКИдаЮщИХ ЕЕ УСКОРЕННЫ ЭЛЕКт- УСЛОВИЯ Яр р Яр. ДЛя ПрЕдЛаГаЕМОГО уСтрОйронов и уже при плотностях потока энергии 10 ..а pergcTpgруемое найряжение Фактичез

10 — 10 Вт/см достигает единиц K ïî ски снимается с емкостного делителя и

5 б 2 вольт, то пРи ППЭ 10 — 10 .ВТ М "оте" отличается от величины потенциала на зна-. циал короны и электроде может достигать чение коэффициента передачи делителя, десятков и сотен киловольт. Измерение та-, jаким образом емкостный делитель поких и более высоких значений напРЯжениЯ 15 зволяет пойизить регистрируемые величитребУетприменениЯ спеЦиальныхмер 30» ны напряжвния и повышает удобство лЯции — кабелей, измеРителей напРЯжениЯ эксплуатации. а также позволяет расширить (потенциалов), что также снижает надеж-,®Фвпазон измеряемых плотностей потока нос и ПРедставляет определенную опас- энергии СрЧ-излучения в область более выность ДлЯ эксплУатиРУюЩега УстРойство 20 сокщх значений персонала, по, в совокупности, обуславли- Ма чертеже приведена конструкция извает неудобство эксплуатации и определяет мертеля пульсной мощности и плотно недостатки ApoToT14fla, сто потока энергии Сйч-излучения.

Цель из Жретения — повышение надеж- Предлагаемое устройство содержит канос и и. Удобства в эксплуатации. 25 меру 1 с радиощх зрачным окном 2, короноУказзниая цельдостигается Т«.×òîïî- Сбразуа фй слой j среды с.пониженным веРхность электроДа покРыта слоем Диэлек- порогом пробоя, детектор 4, выполненный в трика, а паРаллельно измерителю видеэлектродв5,покрытогослоемядиэлекнапряжения В лючен введенный конденса- Ty g нагрузмное сопротивление 7, конЗ0 денсатор 8, измеритель 9 напряжения.

Изоляц высокотемпера урным диэ- Иамермель импульсной мощности и лектриком электРода от йлазменной короны . плотн©сти потока энергии Сцц-излучения разрывает путь протекания тока ПРоводи- работаетследуащимобразом мости и УстРаняет возникновение дУги, а г1ри воздействии СВЧ-излучения в каследовательно, и разрушение (Расход мате- 35 мере 1 у повщрхности ко нообраз ющего

Риала) электРОДа, ПРи этом наличие Дизлек- слоя 3 среды возникает плазменная корона трика МФждУ повеРхностыо электрода и, 10, в которую через отверстие в слое З или плазменной короноЙ приводит к Образбва- сбоку введ н детектор 4. Потенциал короны нию Распределенной емкости электрод — 10 pep8$ изолирующий слой 6 диэлектрика плазменная корона. Ср. кОторая совместно 40 электростагически индуцирует на злектрос введенной нагрузочной емкостью Сн . де 5 напряжение. Электрод 5 ко тактирует включенной AapahnenbHO измерителю на- . с камерой.1 через включеннь1е параллельно пРЯжениЯ, образуют емкостный Делитель . сопротиВлениЕ йаГрузки и конденСатор 8. напряжe»a а«< Образом величина на Сигнал с нагрузочного конденсатора 8, про-.

ПРЯжЕНИЯ, РЕ ИСтРИРУЕМОГО ИЭМЕРИтЕЛЕМ 45 порциональный потенциалу плазменной.ко а рЯжениЯ, отли аетсЯ От потенЦиала роны 10. Регистрируют любым измерителем плазменной коРоны на величинУ коэффици- g потенциалов (пиковым детектором, катодента йеРедачи емкостного делителЯ, Равно- ным высоковольтным вольтметром и т.д,).

ro oTношению Сн/Ср. Ф о р м у л а и з о 6 р е т е н.и я

Покажем этоспомощьюлинейныхэкви- 50 Измеритель импульсной мощности и валентйых схем прототипа и п petti araeworo плотностййотока мощности СВч-излучения устройства. Эквивалентные схемы включа ПО авт, св, hL 1242855, отличающийся ют источник ЗДС, соответствующий потен- тем, что, с целью повышения надежности и циалу плазменной короны . внутреннее удобства в эксплуатации, поверхность элексопротивление Rp, заполненного плазмой 55 трода покрыта слоем диэлектрика, а паралмежэлектродного промежутка детектор лельно измерителю -напряжения включен камера, нагрузочное сопротивление С я и введенный конденсатор.

1748092

Составитель А. Мосичев

Редактор М. Кобылянская Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Т. Палий

Заказ 2503 : Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретенйям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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