[发明专利]毫米波功率传感器及具有该毫米波功率传感器的量热计

说明书

技术领域

本发明涉及毫米波功率基准测量技术领域，特别地涉及一种毫米波功率传感器以及具有该毫米波功率传感器的量热计。

背景技术

由于毫米波无线电工业生产、科学研究、国际贸易等活动，都需要对毫米波的电子设备、测量仪器等进行功率测量，因此功率测量需要建立国家基准。世界各国都建立自己国家的功率基准，大部分采用微量热计技术，其基本原理是对精密控温的功率吸收量热体(热敏电阻座)分别加入毫米波功率和直流功率，如果产生相同的热效应，则认为毫米波功率等于直流功率。

传统的微量热计由控温桶、热参考端、热电堆、隔热段、热敏电阻座组成。这种微量热计存在2个主要缺点和问题：

一是核心器件热敏电阻座的阻抗匹配差，驻波大，从而影响了测量准确度。这是因为热敏电阻座吸收毫米波功率和直流功率的量热体是一个很细小的热敏电阻珠，其直径尺寸只有零点几毫米，如此小的尺寸很难做到在26.5-40GHz这样宽的频带内的高匹配，其驻波比达到了1.3以上。这样参考标准的测量不确定度达到约为1.5％(k＝2)的水平。

二是核心器件热敏电阻座在我国买不到，热敏电阻座作为参考标准，其需求量小，一般其他国家是由大型电子仪器公司为该国计量院定制少量，够用即可。我国没有这个能力自己生产，国外公司不愿意给我们定制，对我国形成了垄断。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种毫米波功率传感器及具有该毫米波功率传感器的量热计。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种毫米波功率传感器，其包括：波导负载及其围成的波导腔体，所述波导负载一端开口，另一端短路形成后端面；毫米波功率吸收体，所述毫米波功率吸收体形成在所述波导负载的内壁上；加热元件，所述加热元件形成在所述波导负载的外壁上；测温元件，所述测温元件形成在所述波导负载的后端面处、用于测量所述波导负载的温度。

本发明的毫米波功率传感器采用吸收效率高的毫米波功率吸收体，并在高匹配毫米波负载内加入直流加热部件，测温元件，使其能够对毫米波功率及直流功率所产生的温度变化进行测量，该毫米波功率传感器阻抗匹配性好，驻波小，测量准确度高。另外，本发明的毫米波功率传感器是自主设计的功率传感器，打破了国际技术垄断问题。使我国具备了测量WR28(26.5-40GHz)功率的能力，能够支撑科学研究、工业生产、国际贸易等社会活动。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第二个方面，提供了一种量热计，其包括内层桶及其围成的腔室，在所述内层桶的顶部具有两个内通孔；外层桶，所述外层桶与内层桶之间具有间隙，在所述外层桶顶部与内通孔对应的位置处具有两个外通孔；第一传输线、第二传输线，所述第一传输线和所述第二传输线分别从外层桶外部穿过所述一个外通孔和其对应位置处的一个内通孔延伸到内层桶的腔室内，在所述腔室内的，所述第一传输线的末端连接有第一隔热段，所述第二传输线的末端连接有第二隔热段；基准座、参考座，所述基准座为权利要求1-7任一项所述的毫米波功率传感器，所述基准座通过法兰连接在所述第一隔热段之上，所述参考座通过法兰连接在所述第二隔热段之上，待测信号通过所述第一传输线输入到所述基准座中；热敏电阻，所述热敏电阻分别形成在所述基准座和所述参考座上、用于反映所述第基准座和所述参考座的温度变化；测温电桥，所述测温电桥分别与所述基准座和所述参考座的热敏电阻相连、用于检测基准座的温升并将温升转换成电信号。

本发明的量热计采用内外双层桶设计，使工作端和参考端的温度受环境温度的影响降到非常小，提高了测量精度。另外，本发明采用高匹配的毫米波功率传感器，其阻抗匹配性好，驻波小，测量准确度高。另外，本发明的量热计是自主设计，打破了国际技术垄断问题。使我国具备了测量WR28(26.5-40GHz)功率的能力，能够支撑科学研究、工业生产、国际贸易等社会活动。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明毫米波功率传感器的结构示意图；

图2是本发明量热计的结构示意图。

附图标记：