Теплова дискретна вимірювальна лінія

Изобретение относится к измерительной технике сверхвысоких частот (СВЧ) и может использоваться для контроля режима работы линии передачи большой и сверхбольшой мощности. Известно устройство для измерения КСВН и полных сопротивлений содержащее отрезок волновода с поглощающей стенкой, вдоль длины которого устанавливают термодатчики, нагруженные на преобразователь, преобразующий сигналы термодатчиков в сигналы, пропорциональные КСВ и полным сопротивлениям [1]. Такое устройство обладает узкополосностью, связанной с тем, что термодатчики расположены на фиксированном расстоянии l в/8 друг от друга и в диапазоне частот, если не предпринять дополнительных мер по коррекции частотной погрешности, способно обеспечивать удовлетворительную точность только в незначительной полосе частот (3-5)%. Наиболее близкой по технической сущности является тепловая измерительная линия содержащая отрезок волновода с поглощающей стенкой, датчик и индикатор [2]. На поглощающей стенке установлен перемещаемый термозонд, соединенный с индикатором. При этом частотный диапазон определяется полосой пропускания волновода и для основного типа волны составляет f o±20%. Известная измерительная линия не удовлетворяет такому техническому результату как быстродействие, механическая прочность и надежность, т.к., во первых, она является электромеханическим устройством, требующим значительных затрат времени на ручное или автоматическое с помощью электропривода перемещение термозонда для поиска положений экстремумов температурного поля, во-вторых, перемещение прижатого к тончайшей поглощающей стенке термозонда быстро ее разрушает. Такой технический результат может быть достигнут, если в тепловую дискретную измерительную линию, содержащую отрезок волновода с поглощающей стенкой, на которой размещен термодатчик, и индикатор, согласно изобретению введен коммутатор, а на поглощающей стенке размещено дополнительно n-1 термодатчиков на расстоянии друг от друга не более чем lв/40, при этом термодатчики подключены к индикатору через коммутатор, второй вход индикатора соединен с первым выходом синхронизатора, второй вход которого соединен с коммутатором, На чертеже изображена предлагаемая тепловая дискретная измерительная линия. Линия содержит отрезок волновода 1 с поглощающей стенкой 2, вдоль внешней поверхности которой прикреплены на расстоянии не более чем lв /40 друг от друга дискретные термодатчики 3, подключенные через коммутатор 4 к индикатору 5, второй вход которого соединен с первым выходом синхронизатора 6, второй, выход которого соединен с коммутатором 4. В качестве индикатора 5 может быть использован осциллограф или электронный фиксатор экстремумов коммутируемых сигналов. В конкретном примере термодатчики выполнены в виде тонкопленочных термопар, напыленных на полимерную основу. Устройство работает следующим образом. Сигналы с термодатчиков через коммутатор 4 подаются поочередно на индикатор 5. Сигнал каждого термодатчика Ui пропорционален температуре поглощающей стенки 2 в месте расположения і-го термодатчика 3 и, соответственно, квадрату поля в данном сечении волновода 1. Управление работой коммутатора 4 и горизонтальной развертки индикатора 5 осуществляется синхронизатором 6. Он вырабатывает в простейшем случае напряжение Uc, изменяющееся скачкообразно по линейному закону, например, от -Uмах до +Uмax, каждая ступенька которого переводит коммутатор 4 в такое состояние, когда ко входу канала вертикального отклонения (Y) подключен только сигнал 1-го термодатчика, а с другой стороны эта ступенька смещает луч индикатора 5 слева направо в определенное положение по горизонтали (X) - смещение же луча по вертикали будет пропорционально амплитуде сигнала і-го термодатчика 3 и, соответственно, квадрату напряженности поля в месте расположения 1-го термодатчика 3. Следующая ступенька подключит сигнал (i+1)-го термодатчика 3 и сместит вправо луч в следующее положение на фиксированное расстояние. После прохождения цикла изменений напряжения от -Umax до +Umax на экране индикатора 5 будет изображена кривая стоячей волны по мощности в виде точек, светящихся за счет длительности послесвечения экрана от цикла к циклу. После подключения сигнала n-го термодатчика к каналу Y синхронизатор задает следующий цикл работы, подключая сигнал первого термодатчика, затем второго и так далее до n-го, завершив второй цикл работы. Устройство работает в автоматическом режиме, что позволяет по кривой стоячей волны на экране индикатора определять модуль и фазу коэффициента отражения, длину волны, падающую, отраженную и проходящую мощность.