专利名称：一种热损自动补偿终端式水负载微波大功率计的制作方法
技术领域：
本发明属于一种电子测试4义器，尤其和纟效波大功率的测试有关。
背景技术：
目前，几瓦 几十千瓦的^b皮大功率的测量，最有效的常用办法 是水负载，作为终端式测量，把具有一定流速的水注入波导式测量头， 只要设计具有80~90dB的衰减段，当微波功率进入测量头后在其驻 波比p〈1.2的情况下，可以认为，孩b皮功率通过测量头全部纟皮吸收 了，被吸收的微波功率又热功转换变成水温，再通过热电偶传感把水 温变成电量指示，通过交流标准，就得到终端水负载测得的微波功率。
图l是现有水负载微波大功率计的设计方案原理图。 1一一波导式测量头 2_—带有指数变化段的石英玻璃体
3——可调式交流电加热器，即校准用交流加热丝与0. 2级交流功率 测量
4——热电4禺
5— 一水量调节器
6——离心水泵
7— 一下出水箱8——冷风机散热系统 9一一上回水箱
参见图1.其工作原理，微波功率RF加到波导式测量头1上，(也 可以从定向耦合器耦合而来)，波导式测量头1里装着流动水的石英 玻璃吸收体2，就开始吸收微波功率，由于石英玻璃吸收体2的前端 做成指数函数段，使得输入射频RF的驻波比p <1. 2,保证微波功率 几乎不反射能顺利前行与全部被水吸收，石英玻璃吸收体2里的流动 水是由离心水泵6流经水量调节器5热电偶、交流加热器而进入测量 头的。流经测量头^皮;敞波功率加热的水进入测热电偶的出水端，热电 偶4因此而检测到水在吸收微波功率后产生的温差，热电偶4把温差 经放大到微波功率指示器。热功当量转换关系式如下
P=4. 186AVAT
P—一微波功率(焦尔/秒)
△ V——水流量(cm3)
△ V——水温升(°C ) 导热系数1卡/ cm2、 S、 °C
通过调节调压器T来调整件3,施加的交流电压，从而改变进入 测量头的水所加的交流加热功率，使微波功率指示器满档的微波功率 通过O. 2级交流功率表校准，此时，微波功率表指示的功率就是终端
式水负载的微波功率。
被二微波加热的水经上回水箱9、冷风机散热系统8、下出水箱7 后由离心水泵6水泵注入测量头，完成循环过^i。后由离心水泵6水泵注入测量头，完成循环过程。
图1所示现有技术方案对大功率微波测试存在一个热损误差问
题，用10千瓦^f兹控管加5KVA五公分波，所产生的热损误差，足以造 成15%~ 30%的终端式微波功率计的误差。
若采用通过式加定向耦合器(以10千瓦微波功率为例)，终端 式损热引入的误差，按图1测量微波功率指示器甚至可以出现负值， 这证明出现超过微波功率100°/ 以上的热损误差。 定向耦合器工作原理如图2。
15— 定向耦合器主线，根据测量头量称确定定向耦合器dB数。
16— 定向耦合器辅臂输出端。
12—波导负载体，即主线射频功率终端主吸收体。 2—石英玻璃体，即测量头
参见图2，工作原理射频功率RF先加到dB数设定的定向 耦合器上，定向耦合器按其设定的耦合dB数输出取样功率供测量 用，射频功率通过定向耦合器主线15传输给终端吸收负载波导负 载体12，设计使射频进入波导负载体12终端负载的驻波p〈1.2 则可以i^为功率全吸收。 PR产KPo
K—一定向耦合器 精密衰减频率特性修正系数。 P。一 一测量头直接测得功率
如图2对10瓧微波功率测量头石英玻璃体2通过定向耦合器辅 臂输出端16只用测500W, 95%的微波功率被波导负载体12终端负载由上述可知，热损的来源很清楚，是被测微波功率被吸收后形成 的水温，虽通过冷风才几，^f旦也远高于室温，随孩i波功率加大，其水温
越高，可以高达70~85°C，这样的水温经测量头入水口至出水口产 生的负AT在热电耦上产生负电信号，应该着重指出，这种热损是个 动态变量，随室温，水量、微波功率的大小不同热平衡过程，而变化的。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有能自动、动态的、实时的补偿热损 弓1起误差的终端式水负载微波大功率计。
本发明的目的是这样达到的它包括供水系统，测试系统和热损 补偿系统，其中热损补偿系统由测试头、石英玻璃体、温差传感器组 成；测试系统的出水口经温差传感器与热损补偿系统进水口连接；热 损补偿系统出水口经温差传感器与供水系统相连接；温差传感器与测 试系统的温差传感器极性反接后接入测试系统的信号检测电路。
由上述可知，本发明比现有技术方案增设了热损补偿系统，测试 系统的主波导和热损补偿系统的副波导因为结构相同，其基础水温产 生的热损几乎一样，由于热损补偿系统的温差热偶传感器极性与测试 系统测量头的热偶温差传感器极性反接，所以产生负热损电信号AA 相抵消，以至于不管水流量多大，不管^t波功率多大，不管热平衡过 程，该系统都能把热损动态的实时的抵消掉，而把微波功率检测出来， 其热损误差<0. 7%,达到本发明的目的。
图1是现有技术原理图2是现有技术定向耦合器工作原理图3是本发明一种实施例原理示意图。
具体实施例方式
参见图3,本发明的供水系统包括回水箱9，降温管8，出水 箱7，水泵6，水量调节阀5，终端负载ll,波导负载体12，波导负 载体12和供水系统的回水箱9相连；测试系统包括测试头1，石 英玻璃体2,可调式交流电加热器3，温差传感器4，信号检测电路 14。温差传感器4为热电偶。
本发明在现有技术的基础上，增设热损补偿系统，它由测试头 10、石英玻璃体13、温差传感器41组成；测试系统的出水口经温差 传感器41与热损补偿系统进水口连接，流经石英玻璃体13之后，再 经温差传感器41流回供水系统；温差传感器41与测试系统的温差传 感器4电偶极性反接后接入测试系统的信号检测电路14。
使用时，热损补偿系统内的测试头10不输入微波加热能量，由 于热损补偿系统和原测试系统的结构相同，其的温度损耗也和原测试 系统的相近，热损造成的温差相近，则在温差传感器41上输出热损 补偿信号，该信号和原温差传感器4信号叠加，使热损获得了动态补 偿，提高了测试精度。
经测试实验，本发明和现有技术测试设备在三种环境温度下测试对比数据如下
水流量024L/秒 (终端流量) 标准微波功率5KVA 5公分波 环境温度28°C ;
本发明测试结果 误差0. 7%带热损补偿 现有测试设备测试结果误差带定向耦合器36% 由上述可知，本发明通过增设热损补偿系统，使测试的热损得到
了动态补偿，提高了测量精度，且增设的热损补偿系统所需部件可以
通用，具有结构简单，便于实施的优点。
权利要求
1、一种热损自动补偿终端式水负载微波大功率计，包括供水系统，测试系统和热损补偿系统，其特征是热损补偿系统由测试头(10)、石英玻璃体(13)、温差传感器(41)组成；测试系统的出水口经温差传感器(4)、(41)与热损补偿系统进水口连接；热损补偿系统出水口，经温差传感器(41)回接于供水系统；温差传感器(41)与测试系统的温差传感器(4)热偶极性反接后接入测试系统的信号检测电路(14)。
全文摘要
本发明属于一种热损自动补偿终端式水负载微波大功率计，包括供水系统，测试系统和增设的热损补偿系统，热损补偿系统由测试头10、石英玻璃体13、温差传感器41组成，该系统结构和由测试头1、石英玻璃体2等组成的测试系统结构相同，使热损温差信号通过温差传感器41与测试系统温差传感器4反向串联，实现了热损信号的动态补偿，提高了测量精度，具有结构简单，便于实施的优点。
文档编号G01K7/02GK101566650SQ200810027539
公开日2009年10月28日 申请日期2008年4月21日 优先权日2008年4月21日
发明者方木松, 陈锦棠 申请人:东莞市光华实业有限公司