Способ измерения мощности сверхвысоких частот

 

а+мн к ь.. (р

Ь.,;.,<„

Союз Советскик

С@в и@ли<тическик

Республик

«ii 718795 (61) Дополнитель (51)м к„.2 (22) Заявлено 28.0

G 01 R 21/02 с присоединением (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР. по делам изобретений и открытий

Опубликован (53) УДК 621.317 (088. 8) Дата опублик (72) Авторы изобретения

B È. Водотовка и Ю.A Скрипник (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МОЦНОСТИ СВЕРХВЫСОКИХ

ЧАСТОТ

Изобретение относится к технике измерений на сверхвысоких частотах .

Известен способ измерения мощности сверхвысоких частот, основанный на измерении. инфракрасного излучения поглощающего тела термопреобразователем fl).

Однако известный способ имеет погрешность измерений, обусловленную тепловыми потерями поглощающего СВЧ 10 энергию тела и тепловым фоном.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Для этого в способе измерения мощности сверхвысоких частот, основанном на измерении инфракрасного излучения поглощающего тела термопреобразователем, поглощающее тело вначале нагревают мощностью сверхвысоких частот и измеряют выходной сигнал термопре- О образователя у, затем одновременно с нагревом мощностью сверхвысоких частот его принудительно охлаждают и измеряют выходной сигнал термопреобразователя, далее поглощающее те- ?5 ло дополнительно нагревают известной мощностью Ро низкой частоты и измеряют выходной сигнал У> затем одновременно с нагревом мощностью сверхвысоких частот и известной мощностью Щ

Ро низкой частоты поглощающее тело принудительно охлаждают и измеряют выходной сигнал у<, после чего измеряемую мощность P определяют по формуле р А><

« (Y>-Ч„ -(y4-Уq O

Сущность способа заключается в следующем.

Измеряемая величина Х и выходная величина Y в случае прямого изме рительно.о преобразователя связаны известной зависимостью (= кр+ ")(хх ), gy) где К=ل— общий коэффициент преобразования, в общем случае;

K; — коэффициент промежуточ-

ЬК ного преобразования; — относительная мультиК пликативная погрешность;

Х вЂ” абсолютная аддитивная

Ц погрешность в виде физической величины, однородной с измеряемой величиной.

Случая прямого измерительного

Преобразования мощности СВЧ выходная

718795 величина Ч„ и преобразуемая величина тепловая энергия поглощающего тела

P«„ связаны аналогично „= К(1+ )(Р, +дР) >

)((" Р<Ч Ч р) (2) где ф(4 — коэффициент тепловых потерь, обусловленных принудительным охлаждением. Уменьшение выходной величины при этом равна „- ;- k(3+6(- ) (5)

Ф

При нагреве одним из известных способов поглощающего тела известной низкочастотной мощностью Ро "одновременно с нагревом его измеряемой

СВЧ мощностью выходная величина V становится равной

"з (")(вч+Ро р) (4)

Разность выходных величин у и » равна, Ч - у„=<(<+ )Я (5)

При нагреве поглощающего тела измеряемой мощностью и известной низкочастотной мощностью Р с одновре- i5 мениым его охлаждением, характеризуе-мым коэффициентом Ч, выходная величина примет значение 4= g(4+))pq (Р ач+ о)+ьр1 (6)

Разность выходных величин Ч и Ч, 60 определяемых выражениями (6) и (2), равна 4 q=K(4 P 9, Я где K= K,K> — общий коэффициент преобразования тепловой энергии поглощающего тела в выходную величину; коэффициент преобразования тепловой энергии поглощающего тела в энергию инфракрасного излучения; коэффициент преобразо- 15 вания энергии инфракрасного излучения в выходную величину; — относительная величина тепловых потерь (атно- 20 сительная мультиплика-. тивная погрешность); теплота, сообщенная поглощающему телу окружающими телами (абсолютная аддитивная погрещность).

При принудительном охлаждении поглощающегося тела одним из известных способов в процессе нагрева его СВЧ мощностью выходная величина Ч прини- З0 мает значение

Ртношение величин, определяемых выражениями (3) и (5), равно ч„-ч м

Y Y p ceu (8) Отношение величин, определяемых выражениями (7) и (5), равно — — (9)

Ч, - У /-Ч„

З

Из выражения (8) получают значение измеряемой величины р сыч Ч -Ч

Ь

Подставляя в последнее выражение значение g из выражения (9), получают окончательный результат ч„-, csv (YYY YEv) Ъ е 4 4 2

По результатам четырех вспомогательных измерений измеряемая мощность СВЧ определена без погрешностей, присущих известному способу. Неисключенными погрешностями предлагаемого способа являются погрешности, определяемые неэквивалентностью СВЧ мощности и, низкочастотной мощности, а также неэквивалентностью СВЧ мощности и тепловой энергии поглощающего тела. Указанные погрешности являются синтетическими, что позволяет их учесть при определении результата измерения.

Таким образом, данный способ ха- рактеризуется повышением точности измерения конкретной реализации в широком диапазоне температур окружающей среды почти на порядок и, кроме того, не требует прерывания измеряемой величины для установки нуля и калибровки, если определен коэффициент неэквивалентности мощности СВЧ и низкочастотной мощности для конкретного устройства.

Предлагаемый способ находит применение в устройствах для измерения мощности СВЧ, работающих в жестких условиях эксплуатации.

Формула изобретения

Способ измерения мощности сверхвысоких частот, основанный на измерении инфракрасного излучения поглощающего тела термопреобразователем, о т .л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, поглощающее тело вначале нагревают мощностью сверхвысоких частот и измеряют выходной сигнал термопреобразователя Ч., затем одновременно с нагревом мощностью сверхвысоких частот

его принудительно охлаждают и измеряют выходной сигнал термопреобоазо718795

Составитель ь. Кузнецов Техред Э.Чужик КорректорВ. Бутяга

Редактор Н. Суханова

Заказ 9999/9 Тираж 1019

ЦНИИПИ Государотвенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 вателя 3z, далее поглощающее тело дополнительно нагревают известной мощностью Ро низкой частоты и измеряют выходной сигнал Ч, затем одновременно с нагревом мощностью сверхвысоких частот и известной мощностью Р низкой частоты поглощающее тело принудительно охлаждают и измеряют выходной сигнал Ч4, после чего измеряемую мощность P определяют по формуле

У - Yz. Се Ч: -7 -Vzy ta

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 291157, кл. G 01 R 21/04, 1971.