Волноводная измерительная головка

Между мощностью сигнала в резонанс с частотой которого настроен ферритовый резонатор, и мощностью поглощаемой резонатором, имеет место соотношение где коэффициент поглощения резонатора при резонансе. Таким образом, динамический диапазон измеряемых уровней мощности определяется диапазоном, в пределах которого может изменяться мощность, поглощаемая ферритовым резонатором, и диапазоном изменения коэффициента поглощения. Диапазон, в пределах которого может изменяться поглощаемая мощность, ограничен сверху пороговым уровнем мощности, выше которого параметры ферритового резонатора изменяются с увеличением мощности из-за появления нелинейных эффектов или чрезмерного нагрева.

Диапазон изменения коэффициента поглощения в принципе не ограничен.

Конструкция описанной коаксиальной головки не позволяет изменять коэффициент поглощения, поэтому динамический диапазон головки небольшой, что, безусловно, является ее недостатком. От этого недостатка свободна волноводная измерительная головка [134, 135], конструкция которой позволяет в широких пределах изменять коэффициент поглощения ферритового резонатора.

Рис. 101. Схематическое изображение измерительно» волноводной головки.

Основой измерительной головки (рис. 101) является отрезок прямоугольного заниженного волновода 1 с расположенной вдоль него диэлектрической пластиной 7, высота которой равна высоте волновода. Ферритовый резонатор 6 укреплен на полистироловом держателе 3, который может перемещаться в поперечном сечении волновода, приближая резонатор к диэлектрической пластине или удаляя его от нее. Для перемещения резонатора применена микрометрическая подача 4. Держатель прижат к толкателю микрометрической подачи пружиной 5. Для измерения температуры ферритового резонатора применена та же система, что и в случае коаксиальной головки.

Ширина и проницаемость диэлектрической пластины выбраны так, что линия передачи по сути представляет собой Н-образный металлодиэлектрический волновод. В области между пластиной и узкой стенкой волновода амплитуды поперечной и продольной составляющих поля примерно равны и убывают по экспоненте по мере удаления от пластины. Для того чтобы сравнять составляющие магнитного поля, взаимодействующего с ферритовым резонатором, постоянное магнитное поле приложено не перпендикулярно к широким стенках, а под некоторым углом а к перпендикуляру с тем, чтобы выполнялось условие При этом в силу невзаимных свойств резонатор взаимодействует только с волной одного направления распространения. Таким образом, описываемая головка может

раздельно измерять мощность, переносимую падающей и отраженной волнами.

Изменяя расстояние между резонатором и диэлектрической пластиной, можно в значительных пределах изменять коэффициент поглощения (формулы табл. 2 и 6). Положение резонатора по отношению к диэлектрической пластине точно определяется по шкале микрометрической подачи, и при соответствующей калибровке может быть определен коэффициент поглощения.

Рис. 102. Зависимость коэффициента поглощения от расстояния между ферритовым резонатором и диэлектрической пластиной; коэффициент поглощения при расположении резонатора на границе воздух — диэлектрик.

Так, например, для одного экземпляра измерительной головки было получено (рис. 102), что при удалении резонатора от начального положения на каждые коэффициент поглощения изменяется примерно на 12 (56 и при этом соответственно увеличивается динамический диапазон.