一種用于太赫茲頻段的新型量熱式功率計的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及功率計。更具體地，設(shè)及一種用于太赫茲頻段的新型量熱式功率計。
【背景技術(shù)】
[0002] 在射頻微波頻段，功率測量都是基于將高頻或微波能量轉(zhuǎn)換成熱、力、直流或低頻 電量等能量形式然后加W測量的，所W-個功率測量儀器總是由感應(yīng)、吸收并實現(xiàn)能量轉(zhuǎn) 換的轉(zhuǎn)換部分及相應(yīng)的指示器組成的，一般將功率測量儀器稱為功率計，將能量轉(zhuǎn)換部分 稱為功率座、功率探頭或功率敏感器，將相應(yīng)的指示器稱為功率指示器。
[0003]微波毫米波功率計按原理可分為W下幾種：
[0004] (1)量熱計:量熱計是一種測量負載吸收功率后的溫度變化的儀器，根據(jù)直流功率 和被測功率所引起溫度變化的不同得出被測功率的量值。量熱式功率計因測量準確度較高 常被用做功率標準。
[000引（2)測福射熱計：由測福射熱式功率座作為傳感器而得名。常用的測福射熱元件有 正溫度系數(shù)的鎮(zhèn)流電阻和負溫度系數(shù)的熱敏電阻。測福射熱元件在吸收高頻或微波功率時 會由于其導(dǎo)致的溫升發(fā)生電阻的變化，運一變化可W被作為指示器的電橋檢測到。目前常 見的測福射熱計是熱敏電阻功率計，一般只用于微量熱計和量值傳遞。
[0006] (3)熱電式功率計:利用熱電效應(yīng)(塞貝克、巧耳帖和湯姆森效應(yīng))測量功率的功率 計被稱為熱電式功率計或熱電偶式功率計，根據(jù)熱電元件(熱電偶)位置的不同可W分為自 熱式和他熱式兩種。熱電式功率計是最常用的一種商品功率計。
[0007] (4)二極管式功率計:利用二極管檢波方式測量功率的功率計被稱為二極管式功 率計。二極管式功率計也是一種最常用的商品功率計。
[0008]由于太赫茲頻段的特殊性及其迅速發(fā)展，該頻段內(nèi)的相關(guān)計量測試需求日益增 強。功率參數(shù)作為微波毫米波頻段表征信號特性的基本參數(shù)，是其它參數(shù)量值溯源和發(fā)展 的基礎(chǔ)，在太赫茲頻段亦是如此。目前我國功率參數(shù)的校準測試能力只達170G化，而已建立 的標準只達50GHz，遠遠不能滿足太赫茲頻段的校準測試需求。
[0009]而上述四種功率計在微波毫米波頻段均有實現(xiàn)，但在太赫茲頻段沒有，原因是由 于頻段較高，所用的波導(dǎo)傳輸線的物理尺寸較小，因此對工藝要求很高，難W實現(xiàn)。
[0010] 而太赫茲頻段功率的測量也可基于將太赫茲功率能量轉(zhuǎn)換為熱、直流或低頻電量 等能量形式然后加W測量。但測福射熱式功率計、熱電式功率計、二極管式功率計由于各種 限制，不易實現(xiàn)。
[0011] 因此，需要提供一種利用太赫茲功率的熱效應(yīng)，測量分別吸收太赫茲功率及直流 功率后的溫度變化，根據(jù)溫度變化得出被測功率的量值的用于太赫茲頻段的新型量熱式功 率計。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的在于提供一種用于太赫茲頻段的新型量熱式功率計，解決現(xiàn)有功率 參數(shù)校準測試能力頻段不足的問題，滿足太赫茲頻段內(nèi)功率參數(shù)的量值溯源需求。
[001引為達至化述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
[0014] -種用于太赫茲頻段的新型量熱式功率計，包括
[0015] 太赫茲功率敏感器，根據(jù)直流功率引起的溫度變化產(chǎn)生第一溫差熱電勢，根據(jù)太 赫茲功率引起的溫度變化產(chǎn)生第二溫差熱電勢；
[0016]功率指示器，根據(jù)第一溫差熱電勢和第二溫差熱電勢計算太赫茲功率的功率值， 并顯示所述太赫茲功率的功率值。
[0017] 優(yōu)選地，所述太赫茲功率敏感器包括波導(dǎo)轉(zhuǎn)換和WR10功率敏感器；
[0018] WR10功率敏感器，根據(jù)直流功率引起的溫度變化產(chǎn)生第一溫差熱電勢，根據(jù)經(jīng)過 波導(dǎo)轉(zhuǎn)換的太赫茲功率引起的溫度變化產(chǎn)生第二溫差熱電勢。
[0019] 優(yōu)選地，所述波導(dǎo)轉(zhuǎn)換為WR10-WR5波導(dǎo)轉(zhuǎn)換或WR10-WR3波導(dǎo)轉(zhuǎn)換。
[0020] 優(yōu)選地，所述WR10功率敏感器包括工作負載、參考負載和熱電堆；
[0021 ]工作負載，根據(jù)直流功率產(chǎn)生第一溫度值，根據(jù)太赫茲功率產(chǎn)生第二溫度值；
[0022] 熱電堆，根據(jù)第一溫度值和參考負載的參考溫度產(chǎn)生第一溫差熱電勢，根據(jù)第二 溫度值和參考負載的參考溫度產(chǎn)生第二溫差熱電勢。
[0023] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0024]本發(fā)明所述技術(shù)方案具有熱對稱性高、動態(tài)范圍大、阻抗匹配好、測量準確度高的 優(yōu)點。本發(fā)明所述技術(shù)方案頻率覆蓋200G化~325G化，功率電平ImW~lOmW，功率測量不確 定度5 %~10 %化=2)，具有寬頻帶、高準確度的特點，可W解決太赫茲頻段內(nèi)功率參數(shù)的 量值溯源問題。
【附圖說明】
[0025]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0026]圖1示出用于太赫茲頻段的新型量熱式功率計的示意圖。
[0027] 圖2示出WR10功率敏感器的示意圖。
[0028]圖3示出用于太赫茲頻段的新型量熱式功率計工作時的信號走向圖。
【具體實施方式】
[0029]為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的說 明。附圖中相似的部件W相同的附圖標記進行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，下面所具體 描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)W此限制本發(fā)明的保護范圍。
[0030]由于太赫茲頻段較高，所用的波導(dǎo)傳輸線物理尺寸較小，在工藝實現(xiàn)上有著一定 的難度，因此本實施例提供的用于太赫茲頻段的新型量熱式功率計采用在較低頻段的WR10 功率敏感器(WR10傳輸線、75GHz~llOGHz)前連接波導(dǎo)轉(zhuǎn)換(WR10-WR5、WR10-WR3)作為太赫 茲功率敏感器1來實現(xiàn)太赫茲頻段(200G化~325G化）的功率測量，同時利用功率指示器4作 為指示器并控制用于太赫茲頻段的新型量熱式功率計的自動化運行。
[0031] 如圖1所示，本實施例提供的用于太赫茲頻段的新型量熱式功率計，包括感應(yīng)、吸 收并實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的太赫茲功率敏感器1及相應(yīng)的功率指示器4，
[0032] 太赫茲功率敏感器1，根據(jù)直流功率引起的溫度變化產(chǎn)生第一溫差熱電勢，根據(jù)太 赫茲功率引起的溫度變化產(chǎn)生第二溫差熱電勢；
[0033]功率指示器4,根據(jù)第一溫差熱電勢和第二溫差熱電勢計算太赫茲功率的功率值， 并顯示所述太赫茲功率的功率值。
[0034] 其中
[0035]太赫茲功率敏感器1包括波導(dǎo)轉(zhuǎn)換2和WR10功率敏感器3，
[0036]WR10功率敏感器3,根據(jù)直流功率引起的溫度變化產(chǎn)生第一溫差熱電勢，根據(jù)經(jīng)過 波導(dǎo)轉(zhuǎn)換2的太赫茲功率引起的溫度變化產(chǎn)生第二溫差熱電勢。
[0037] 波導(dǎo)轉(zhuǎn)換2為WR10-WR5波導(dǎo)轉(zhuǎn)換或WR10-WR3波導(dǎo)轉(zhuǎn)換。
[0038] 如圖