Конструкции поглотителей и нагревателей.

В качестве поглотителей в волноводах прямоугольного попереч­ного сечения используют в простейшем варианте поглощающую согла­сованную нагрузку в виде клина по узкой стенке (рис. 7.4).

Рис. 7.4 Конструкция волноводного поглотителя

a - размер широкой стенки волновода, b - размер узкой стенки волновода.

Для уменьшения теплоемкости поглотителя и его коэффициента отражения на основе сложных электродинамических расчетов и экспериментов создатели измерителей отрабатывают поглотители более сложной формы из материалов со специально подобранными значе­ниями ε′, ε″, µ′, µ″ - комплексных диэлектрической и магнитной проницаемости. На металлический волновод надевают радиатор, а между поглотителем и стенкой волновода специальными техноло­гическими приемами обеспечивают хороший тепловой контакт. Обычно максимальная температура в любой точке поглотителя не должна превышать . В противном случае из-за значительного теплового расширения материалов может измениться коэффициент теплоотдачи в окружающую среду и, как следствие, будет изменяться значение , то есть проявится источник погрешности измерений из-за зависимости от температуры, обычно называемый нелинейностно преобразователя.

Для определения значения на поверхности поглотителя, а иногда и на поверхности волновода, располагают нагреватель, в который можно подать мощность калибровки постоянного или переменного тока. Нагреватель можно сформировать, например, методом напыления на поверхности клина, обращенной к метал­лической стенке волновода с применением подходящей напыленной изоляции и специальных контактов. В простейшем варианте можно было бы нагреватель в виде спирали разместить и на внешней поверх­ности волновода. Но в этом случае будет слишком велико отличие коэффициентов и в формуле (7.9).

В коаксиальных трактах в качестве поглотителей чаще всего используют резисторы с сопротивлением равным волновому сопро­тивлению стандартизованного коаксиального тракта (либо 50, либо 75 Ом). Резисторы по конструкции и технологии изготовления напоми­нают широко распространенные резисторы серии МЛТ. На керамичес­ком цилиндре из теплопроводящей керамики методом напыления и вжигания формируется толстая пленка с необходимым сопротивлением на единицу поверхности. Пленка должна быть такой, чтобы толщина скин - слоя в ней была много больше толщины пленки d (рис. 7.5), так что индуктивность ее очень слабо зависит от частоты.

Резистор - поглотитель включают последовательно в центральный проводник коаксиальной линии (рис. 7.6) с короткозамыкателем на одном из его концов. Замечательное свойство такой нагрузки в том, что резистор одновременно является и поглотителем и нагревателем для калибровки мощностью постоянного тока или НЧ, а мощности и выделяются в одном и том же объеме поглотителя, так что значе­ния и весьма близки.

Рис. 7.5 Рис. 7.6

Коаксиальный поглотитель Ресистор-пленка

Конструкции поглотителей и нагревателей проточных калориметров.

Рассмотрим конструкцию поглотителя проточного калориметра на примере калори-метрического измерителя большого уровня мощности для волноводов (рис. 7.7). Мощность поглощается водой, проте­кающей внутри трубки из диэлектрического материала, например, стекла или фторопласта. Вода в качестве поглотителя при больших уровнях мощности весьма удобна ввиду очень большой диэлект­рической постоянной (для дистиллированной воды ) и, соответ­ственно, малой длине волны, которая в водной среде (уменьшается в раз), а также из-за большой теплоемкости. Для определения (калибровки) калориметра применяют нагреватели в виде проволочных спиралей, расположенных внутри подводящих труб, чаще всего на выходе воды из нагрузки (рис. 7.8).

Рис. 7.8 Проточный поглотитель