[PDF]    http://dx.doi.org/10.3952/lithjphys.44503

Open access article / Atviros prieigos straipsnis

Lith. J. Phys. 44, 337–344 (2004)


RESISTIVE SENSOR FOR HIGH-POWER MICROWAVE PULSE MEASUREMENT
Ž. Kancleris, M. Dagys, and R. Simniškis
Semiconductor Physics Institute, A. Goštauto 11, LT-01108 Vilnius, Lithuania
E-mail: kancleris@pfi.lt

Received 15 September 2004

Dedicated to the 100th anniversary of Professor K. Baršauskas

A resistive sensor the performance of which is based on electron heating effect in semiconductors is presented. The device is devoted for high-power microwave pulse measurement. Waveguide-type resistive sensors are considered. Their test results at working conditions are presented. Novel trends in resistive sensor design are discussed and a coaxial-type resistive sensor for the measurement in a wide frequency range is presented.
Keywords: hot carriers, microwave detectors, microwave measurement, measurement standards
PACS: 72.20.Ht, 85.30.De


REZISTORINIS JUTIKLIS DIDELĖS GALIOS MIKROBANGŲ IMPULSAMS MATUOTI
Ž. Kancleris, M. Dagys, R. Simniškis
Puslaidininkių fizikos institutas, Vilnius, Lietuva

Pateikti puslaidininkiniai rezistoriniai jutikliai (RJ), skirti didelės galios mikrobangų impulsams matuoti. Jutiklių veikimas pagrįstas krūvininkų kaitimo efektu stipriame elektriniame lauke. Patalpinus puslaidininkinį bandinį perdavimo linijoje ir išmatavus varžos pokytį, atsirandantį dėl krūvininkų kaitimo mikrobangos impulso elektriniame lauke, įvertinama sklindančio linija mikrobangos impulso galia. Pateikti eksperimentiniai strypinių bangolaidinių RJ rodmenų palyginimo su Rusijos mikrobangų impulsų etalonu rezultatai per 18 metų, parodantys puikų RJ ilgalaikį stabilumą. Sukurti greitaveikiai diafragminiai RJ, galintys išmatuoti nanosekundinės trukmės didelės galios mikrobangų impulsus. Panaudojus RJ maitinimui 50 V amplitudės pastovios srovės impulsus, gautas kelių dešimčių voltų išėjimo signalas nenaudojant stiprintuvo. Didelis išėjimo signalas yra svarbus matuojant didelės galios mikrobangų impulsus, nes įrenginių, generuojančių tokius impulsus, aplinkoje būdingi stiprūs trikdžiai. Greitaveikių diafragminių RJ sparta patikrinta, matuojant 7 ns trukmės 500 MW impulsus, generuojamus SINUS įrenginio New Mexico universitete. Sukurti koaksialiniai RJ, tinkami matuoti 1 kW galios mikrobangų impulsus plačiame dažnių ruože (2–12 GHz). Ištirta keletas koaksialinių RJ atmainų, turinčių skirtingus žemo dažnio filtrus. Paaiškėjo, kad koaksialinių RJ, turinčių kombinuotą žemo dažnio filtrą, jautrio būdingosios dažninės kreivės netolygumas neviršija ±15%. RJ savybės akivaizdžiai parodo, kad tokie jutikliai yra vieni iš perspektyviausių prietaisų didelės galios mikrobangų impulsams registruoti.


References / Nuorodos

[1] High-Power Microwave Sources and Technologies, eds. R.J. Barker and E. Schamiloglu, Series on RF and Microwave Technologies (IEEE Press, Pistcataway, NJ, 2001)
[2] V. Dienys and J. Požela, Hot Electrons (Mintis, Vilnius, 1971) [in Russian]
[3] M. Dagys, Ž. Kancleris, V. Orševski, and R. Simniškis, High-power microwave pulse measurement using resistive sensors, IEEE Trans. Instrum. Meas. 46(2), 499–502 (1997),
http://dx/doi.org/10.1109/19.571895
[4] J.A. Lozovik, A.V. Mylnikov, and I.L. Khomenko, Reference measurement of microwave pulse power, Electronics Technique: Ser. Microwave Technique 1, 50–53 (1977) [in Russian]
[5] M. Dagys, Ž. Kancleris, V. Orševskis, and R. Simniškis, Resistive sensor for high power short pulse microwave measurement in waveguides, Electron. Lett. 31(16) 1355–1357 (1995),
http://dx/doi.org/10.1049/el:19950916
[6] L.D. Moreland, E. Schamiloglu, R.W. Lemke, S.D. Korovin, V.V. Rostov, A.M. Roitman, K.J. Hendricks, and T.A. Spencer, Efficiency enhancement of high power vacuum BWO's using nonuniform slow wave structures, IEEE Trans. Plasma Sci. 22(3) 554–565 (1994),
http://dx/doi.org/10.1109/27.338268
[7] M. Dagys, Ž. Kancleris, R. Simniškis, E. Schamiloglu, and F.J. Agee, Application of resistive sensors for short high-power microwave pulse measurement, in: 12th IEEE Int. Pulsed Power Conference Proceedings (Monteray, CA, USA, June 27–30, 1999) pp. 829–832,
http://dx/doi.org/10.1109/PPC.1999.823643
[8] M. Dagys and J. Skucas, Dynamic range and possibilities of it expansion for resistive sensors of microwave electric field, Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Radioelektronika 23, 65–69 (1980) [in Russian]