Пристрій для вимірювання прохідної потужності

Пристрій для вимірювання прохідної потужності, що містить лінію передачі, відрізок граничного прямокутного хвилеводу, пов'язаний із лінією передачі за допомогою щілини зв'язку, чутливий елемент з виводами, виконаний у вигляді провідної магнітної плівки з провідниками з немагнітного матеріалу, нанесеними на діелектричну підкладинку, провідна магнітна плівка намагнічена зовнішнім постійним дотичним магнітним полем, чутли 33679 вания СВЧ тока в ферромагнитной пленке // Радиоэлектроника. – Изв. высш. учеб. заведений. 1998. - № 5. - С. 68-72). В основу винаходу покладена задача удосконалення пристрою для вимірювання прохідної потужності, у якому введення додаткового чутливого елемента дозволило б зменшити завадний сигнал – ЕРС, що виникає через ефект само детектування, і за рахунок цього зменшити похибку вимірювання. Поставлена задача досягається тим, що в пристрої для вимірювання прохідної потужності, що містить лінію передачі, відрізок граничного прямокутного хвилеводу, з'єднаний з лінією передачі за допомогою щілини зв'язку, чутливий елемент, що складається з феромагнітної плівки, провідників зв'язку з немагнітного матеріалу, які з'єднують плівку і лінію передачі, та контактних виводів. Чутливий елемент виготовлений на діелектричній підкладинці. Провідна магнітна плівка намагнічена дотичним постійним магнітним полем, чутливий елемент розташований у відрізку граничного прямокутного хвилеводу, причому діелектрична підкладинка паралельна широкій стінці відрізка граничного прямокутного хвилеводу, провідники з немагнітного матеріалу орієнтовані уздовж подовжньої осі відрізка граничного прямокутного хвилеводу і під'єднані до феромагнітної плівки, індикатор, новим є те, що введений другий аналогічний чутли вий елемент, розташований у тому ж відрізку граничного прямокутного хвилеводу симетрично першому чутливому елементу відносно подовжньої осі відрізка граничного прямокутного хвилеводу, вивід одного чутливого елемента з'єднаний із виводом іншого чутливого елемента, розташованим біля протилежної стінки відрізка граничного прямокутного хвилеводу, до інших двох виводів чутливи х елементів під'єднаний індикатор, проміж чутливими елементами розташований екран. За такого розташування та підключенні чутливих елементів корисні сигнали, які пропорційні прохідній потужності, виявляються включеними послідовно і складаються, а завадний сигнал ЕРС, пропорційний сигналу самодетектування струму - зустрічно і віднімаються - компенсуються. Це дозволяє скомпенсувати вплив небажаного ефекту самодетектирування струму і, крім усього, збільшити чутливість пристрою. Сутність запропонованого винаходу пояснюють графічні матеріали, на яких зображено: фіг. 1 пристрій для вимірювання прохідної потужності; фіг. 2 - чутливі елементи (умовне зображення процесу виникнення завадного сигналу завдяки усередненому магнітному полю Н ср, яке викликане за рахунок протікання по плівці струму щільністю j), фіг. З - ті ж чутливі елементи фіг. 2 (умовне зображення процесу виникнення корисного сигналу завдяки НВЧ-магнітному полю лінії передачі Н~). Пристрій для вимірювання прохідної потужності містить лінію передачі 1, відрізок граничного прямокутного хвилеводу 2, зв'язаний із лінією передачі і за допомогою щілини зв'язку 3, чутливі елементи 4, які з’єднані між собою провідником 5, і екран 6, розташований між чутливими елементами 4. Чутливий елемент 4 виконаний у вигляді провідної магнітної плівки 7 з виводами, яка нанесена на діелектричну підкладинку 8. Провідні магнітні плівки 7 намагнічені дотичним постійним магнітним полем Н 0. До дво х сторін провідної магнітної плівки 7 під'єднані провідники 9 із немагнітного матеріалу, які орієнтовані уздовж подовжньої осі відрізка граничного прямокутного хвилеводу 2. Чутливі елементи 4 розташовані у відрізку граничного прямокутного хвилеводу 2 симетрично один до одного відносно поздовжньої осі відрізка граничного прямокутного хвилеводу 2, при цьому діелектричні підкладинки 8 паралельні широким стінкам відрізка граничного прямокутного хвилеводу 2. Провідники 9, які під'єднані до провідної магнітної плівки 7 з боку лінії передачі 1, пов'язані з поперечною складовою електричного поля лінії передачі 1, а провідники, які розташовані з протилежної сторони, - через ємнісний зв'язок з'єднані з корпусом відрізка граничного прямокутного хвилеводу 2. Довжина провідників 9 визначається необхідним ступенем зв’язку чутливого елемента 4 з електричною складовою електромагнітного поля лінії передачі 1. На практиці довжина провідників становить приблизно 80 нМ. Екран 6 усуває взаємний вплив чутливих елементів один на одного та забезпечує зв'язок з поперековими складовими електромагнітного НВЧ-поля лінії передачі. Пристрій для вимірювання прохідної потужності працює таким чином. При подачі в лінію передачі 1 (фіг. 1) НВЧ-коливань поперечна складова НВЧ-магнітного поля збуджує через щілину зв'язку 3 змінну намагніченість у провідній магнітній плівці 7 у площині, яка перпендикулярна зовнішньому постійному магнітному полю Н 0. Поперечна електрична складова електромагнітного поля лінії передачі 1 збуджує, за допомогою провідників 9, струм у провідній магнітній плівці 7 уздовж напрямку зовнішнього постійного магнітного поля Н 0. При феромагнітному резонансі фази збуджених струму і намагніченості такі, що їхній результат - пропорційний векторному добутку поперечних складових магнітного та електричного полів лінії передачі 1. За рахунок ефекту магнітоопору на виводах провідної магнітної плівки 7 з'я вляється ЕРС, значення котрої є пропорційне середньому за період значенню вектора Пойнтинга, тобто рівню прохідної потужності в лінії передачі 1. За рахунок неоднорідності властивостей плівки за товщиною виникає ефект самодетектирування струму, що призводить до порушення усередненого НВЧ-магнітного поля і викликає появу на виводах провідної магнітної плівки завадної ЕРС, що накладається на корисний сигнал. Описані вище процеси протікають в обох чутливих елементах 4 (фіг. 2 і 3), причому напрямки струмів j збігаються, а орієнтація зовнішнього постійного Н0 і змінного Н~ магнітних полів однакова для обох чутли вих елементів 4. Усереднене магнітне поле залежить від орієнтації плівки в просторі. Таким чином, усереднені магнітні поля Н ср, а значить, і завадні ЕРС, у чутливи х елементах 4 (фіг. 2) спрямовані в протилежні сторони. Напрям корисних сигналів на виводах кожного з чутливи х елементів 4 (фіг. 3) однаковий. В результаті, корисний сигнал з обох чутли вих елементів дорівнює сумі сигналів кожного чутли вого елемента, а завадний дорівнює різниці і компенсується. Додатковим 2 33679 ефектом рішення поставленої задачі явилося подвоєння величини корисного сигналу. Таким чином, запропонована конструкція є інваріантною до похибок вимірювання і дозволяє провести вимірювання прохідної потужності з вдвічі більшою чутли вістю. Фіг. 1 Фіг. 2 Фіг. 3 3 33679 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4