[實用新型]一種熱損自動補償終端式水負載微波大功率計

無效

• 申請號: 200820046641.0
• 申請日: 2008-04-21
• 公開（公告）號: CN201196665Y
• 公開（公告）日: 2009-02-18
• 發明（設計）人: 陳錦棠;方木松
• 申請（專利權）人: 東莞市光華實業有限公司
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08;G01R31/00;G01R1/44;G01K7/02
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司
• 代理人: 彭長久

技術領域

本實用新型屬于一種電子測試儀器，尤其和微波大功率的測試有關。

背景技術

目前，幾瓦～幾十千瓦的微波大功率的測量，最有效的常用辦法是水負載，作為終端式測量，把具有一定流速的水注入波導式測量頭，只要設計具有80～90dB的衰減段，當微波功率進入測量頭后在其駐波比ρ<1.2的情況下，可以認為，微波功率通過測量頭全部被吸收了，被吸收的微波功率又熱功轉換變成水溫，再通過熱電偶傳感把水溫變成電量指示，通過交流標準，就得到終端水負載測得的微波功率。

圖1是現有水負載微波大功率計的設計方案原理圖。

1——波導式測量頭

2——帶有指數變化段的石英玻璃體

3——可調式交流電加熱器，即校準用交流加熱絲與0.2級交流功率測量

4——熱電偶

5——水量調節器

6——離心水泵

7——下出水箱

8——冷風機散熱系統

9——上回水箱

參見圖1.其工作原理，微波功率RF加到波導式測量頭1上，(也可以從定向耦合器耦合而來)，波導式測量頭1里裝著流動水的石英玻璃吸收體2，就開始吸收微波功率，由于石英玻璃吸收體2的前端做成指數函數段，使得輸入射頻RF的駐波比ρ<1.2，保證微波功率幾乎不反射能順利前行與全部被水吸收，石英玻璃吸收體2里的流動水是由離心水泵6流經水量調節器5熱電偶、交流加熱器而進入測量頭的。流經測量頭被微波功率加熱的水進入測熱電偶的出水端，熱電偶4因此而檢測到水在吸收微波功率后產生的溫差，熱電偶4把溫差經放大到微波功率指示器。熱功當量轉換關系式如下：

P＝4.186ΔVΔT

P——微波功率(焦爾/秒)

ΔV——水流量(cm³)

ΔV——水溫升(℃)

導熱系數：1卡/cm²、S、℃

通過調節調壓器T來調整件3，施加的交流電壓，從而改變進入測量頭的水所加的交流加熱功率，使微波功率指示器滿檔的微波功率通過0.2級交流功率表校準，此時，微波功率表指示的功率就是終端式水負載的微波功率。

被微波加熱的水經上回水箱9、冷風機散熱系統8、下出水箱7后由離心水泵6水泵注入測量頭，完成循環過程。

圖1所示現有技術方案對大功率微波測試存在一個熱損誤差問題，用10千瓦磁控管加5KVA五公分波，所產生的熱損誤差，足以造成15％～30％的終端式微波功率計的誤差。

若采用通過式加定向耦合器(以10千瓦微波功率為例)，終端式損熱引入的誤差，按圖1測量微波功率指示器甚至可以出現負值，這證明出現超過微波功率100％以上的熱損誤差。

定向耦合器工作原理如圖2。

15--定向耦合器主線，根據測量頭量稱確定定向耦合器dB數。

16--定向耦合器輔臂輸出端。

12--波導負載體，即主線射頻功率終端主吸收體。

2--石英玻璃體，即測量頭

參見圖2，工作原理：射頻功率RF先加到dB數設定的定向耦合器上，定向耦合器按其設定的耦合dB數輸出取樣功率供測量用，射頻功率通過定向耦合器主線15傳輸給終端吸收負載波導負載體12，設計使射頻進入波導負載體12終端負載的駐波ρ<1.2則可以認為功率全吸收。

P_RF＝KP₀

K——定向耦合器????精密衰減頻率特性修正系數。

P₀——測量頭直接測得功率

如圖2對10瓩微波功率測量頭石英玻璃體2通過定向耦合器輔臂輸出端16只用測500W，95％的微波功率被波導負載體12終端負載吸收。

由上述可知，熱損的來源很清楚，是被測微波功率被吸收后形成的水溫，雖通過冷風機，但也遠高于室溫，隨微波功率加大，其水溫越高，可以高達70～85℃，這樣的水溫經測量頭入水口至出水口產生的負ΔT在熱電耦上產生負電信號，應該著重指出，這種熱損是個動態變量，隨室溫，水量、微波功率的大小不同熱平衡過程，而變化的。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種具有能自動、動態的、實時的補償熱損引起誤差的終端式水負載微波大功率計。