Характеристики электронных методов измерения мощности излучений

Название метода	Достоинства	Недостатки
1	2	3
Детекторные	Простота, высокая надежность	Низкая точность измерений, ограниченный диапазон рабочих частот, зависимость показаний от величины гармонических составляющих в измеряемом сигнале
Методы, основанные на использовании эффекта образования термо-э.д.с. горячих носителей тока в полупроводниковых элементах	Применимость для измерения как импульсной мощности, так и мощности сигнала непрерывной генерации, возможность калибровки сигналом непрерывной генерации	Малый динамический диапазон, большая температурная зависимость, необходимость калибровки по образцовому прибору
1	2	3
Методы, основанные на использовании эффекта Холла	Малая инерционность, измерение импульсной мощности и сигналов непрерывной генерации, диапазон измеряемой мощности до десятков ГГц	Низкая чувствительность, малая точность, зависимость от температурных воздействий, малый динамический диапазон

В настоящее время существует большое количество электронных методов измерения мощности излучений. Характеристики основных разновидностей таких методов приведены в табл. 1.1. Вследствие широкого применения твердотельной электроники во всех отраслях науки и техники, большой интерес представляют методы, основанные на использовании различных эффектов в полупроводниках: эффектов "горячих" носителей, Холла, термо- и -фото э.д.с. и др. Но специфика этих явлений не позволяет пока создать универсальный сенсор, способный функционировать в широком диапазоне длин волн излучений.

Ферритовые элементы обладают свойством резонансного поглощения энергии ВЧ электромагнитного поля. Ферритовые приемные преобразователи обладают следующими достоинствами:

• высокая надежность и устойчивость к перегрузкам, стабильными параметрами в течение длительного времени;

• избирательность: т.е. использование для измерения мощности в присутствии мешающих сигналов;

• направленность;

• для измерения мощности как непрерывных, так и импульсных сигналов.

К недостаткам ферритовых элементов можно отнести :

• сложность в управлении измерительными приборами;

• сравнительно большая инерционность ( 0.1 - 10 с.);

• температурная зависимость резонансной частоты феррита.

Сравнивая применимость методов измерения поглощаемой мощности, следует отметить, что только тепловые методы измерений могут обеспечивать измерение сигналов в широком диапазоне длин волн: от СВЧ до видимой части спектра оптического излучения.

2. Тепловые методы измерения поглощаемой мощности

В зависимости от вида применяемых преобразователей ( сенсоров ) различают следующие виды тепловых методов измерения поглощаемой мощности:

• калориметрический;

• болометрический;

• термоэлектрический методы.

Характеристика тепловых методов измерения поглощаемой мощности приведена в табл. 1.2.

Применение тепловых методов для измерения поглощаемой мощности является только частным случаем их использования в области физических исследований [2].

Среди большого разнообразия тепловых методов особо следует выделить пироэлектрический метод [3]. Сенсоры, функционирующие на основе этого метода, обладают целым рядом преимуществ, которые открывают им широкую перспективу применения [4].

Таблица 1.2.