[發明專利]毫米波功率傳感器及具有該毫米波功率傳感器的量熱計

無效

• 申請號: 201110375260.3
• 申請日: 2011-11-23
• 公開（公告）號: CN102507036A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 崔孝海;李勇;張越;陶毅
• 申請（專利權）人: 中國計量科學研究院
• 主分類號: G01K7/22
• 分類號: G01K7/22;G01K17/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發明涉及毫米波功率基準測量技術領域，特別地涉及一種毫米波功率傳感器以及具有該毫米波功率傳感器的量熱計。

背景技術

由于毫米波無線電工業生產、科學研究、國際貿易等活動，都需要對毫米波的電子設備、測量儀器等進行功率測量，因此功率測量需要建立國家基準。世界各國都建立自己國家的功率基準，大部分采用微量熱計技術，其基本原理是對精密控溫的功率吸收量熱體(熱敏電阻座)分別加入毫米波功率和直流功率，如果產生相同的熱效應，則認為毫米波功率等于直流功率。

傳統的微量熱計由控溫桶、熱參考端、熱電堆、隔熱段、熱敏電阻座組成。這種微量熱計存在2個主要缺點和問題：

一是核心器件熱敏電阻座的阻抗匹配差，駐波大，從而影響了測量準確度。這是因為熱敏電阻座吸收毫米波功率和直流功率的量熱體是一個很細小的熱敏電阻珠，其直徑尺寸只有零點幾毫米，如此小的尺寸很難做到在26.5-40GHz這樣寬的頻帶內的高匹配，其駐波比達到了1.3以上。這樣參考標準的測量不確定度達到約為1.5％(k＝2)的水平。

二是核心器件熱敏電阻座在我國買不到，熱敏電阻座作為參考標準，其需求量小，一般其他國家是由大型電子儀器公司為該國計量院定制少量，夠用即可。我國沒有這個能力自己生產，國外公司不愿意給我們定制，對我國形成了壟斷。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題，特別創新地提出了一種毫米波功率傳感器及具有該毫米波功率傳感器的量熱計。

為了實現本發明的上述目的，根據本發明的第一個方面，本發明提供了一種毫米波功率傳感器，其包括：波導負載及其圍成的波導腔體，所述波導負載一端開口，另一端短路形成后端面；毫米波功率吸收體，所述毫米波功率吸收體形成在所述波導負載的內壁上；加熱元件，所述加熱元件形成在所述波導負載的外壁上；測溫元件，所述測溫元件形成在所述波導負載的后端面處、用于測量所述波導負載的溫度。

本發明的毫米波功率傳感器采用吸收效率高的毫米波功率吸收體，并在高匹配毫米波負載內加入直流加熱部件，測溫元件，使其能夠對毫米波功率及直流功率所產生的溫度變化進行測量，該毫米波功率傳感器阻抗匹配性好，駐波小，測量準確度高。另外，本發明的毫米波功率傳感器是自主設計的功率傳感器，打破了國際技術壟斷問題。使我國具備了測量WR28(26.5-40GHz)功率的能力，能夠支撐科學研究、工業生產、國際貿易等社會活動。

為了實現本發明的上述目的，根據本發明的第二個方面，提供了一種量熱計，其包括內層桶及其圍成的腔室，在所述內層桶的頂部具有兩個內通孔；外層桶，所述外層桶與內層桶之間具有間隙，在所述外層桶頂部與內通孔對應的位置處具有兩個外通孔；第一傳輸線、第二傳輸線，所述第一傳輸線和所述第二傳輸線分別從外層桶外部穿過所述一個外通孔和其對應位置處的一個內通孔延伸到內層桶的腔室內，在所述腔室內的，所述第一傳輸線的末端連接有第一隔熱段，所述第二傳輸線的末端連接有第二隔熱段；基準座、參考座，所述基準座為權利要求1-7任一項所述的毫米波功率傳感器，所述基準座通過法蘭連接在所述第一隔熱段之上，所述參考座通過法蘭連接在所述第二隔熱段之上，待測信號通過所述第一傳輸線輸入到所述基準座中；熱敏電阻，所述熱敏電阻分別形成在所述基準座和所述參考座上、用于反映所述第基準座和所述參考座的溫度變化；測溫電橋，所述測溫電橋分別與所述基準座和所述參考座的熱敏電阻相連、用于檢測基準座的溫升并將溫升轉換成電信號。

本發明的量熱計采用內外雙層桶設計，使工作端和參考端的溫度受環境溫度的影響降到非常小，提高了測量精度。另外，本發明采用高匹配的毫米波功率傳感器，其阻抗匹配性好，駐波小，測量準確度高。另外，本發明的量熱計是自主設計，打破了國際技術壟斷問題。使我國具備了測量WR28(26.5-40GHz)功率的能力，能夠支撐科學研究、工業生產、國際貿易等社會活動。

本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是本發明毫米波功率傳感器的結構示意圖；

圖2是本發明量熱計的結構示意圖。

附圖標記：