阅读说明：本技术 一种微波功率传感器阵列 (Microwave power sensor array ) 是由 马中发 齐晓智 孙占赢 汤红花 于 2019-08-21 设计创作，主要内容包括：本发明属于微电子机械系统的技术领域,提出了一种大功率的微波场合的微波功率传感器阵列,具体涉及一种微波功率传感器阵列,主要由微波传感器组、信号电缆和处理器构成,微波传感器组包括M×N个微波传感器,每个微波传感器的电缆合成一束后构成信号电缆,信号电缆接入处理器,处理器对接收的每个微波传感器的电信号进行处理和转换,利用微波热效应与微波吸收材料温度变化的具有的正相关关系,通过对温度参数的测定从而确定一定空间范围内的微波平均功率和功率分布。(The invention belongs to the technical field of micro-electromechanical systems, and provides a microwave power sensor array in a high-power microwave occasion, in particular to a microwave power sensor array which mainly comprises a microwave sensor group, a signal cable and a processor, wherein the microwave sensor group comprises M multiplied by N microwave sensors, the cable of each microwave sensor is synthesized into a beam to form the signal cable, the signal cable is connected into the processor, the processor processes and converts the received electric signal of each microwave sensor, and the average power and the power distribution of microwaves in a certain space range are determined by utilizing the positive correlation relation between the microwave thermal effect and the temperature change of a microwave absorbing material and measuring temperature parameters.)

一种微波功率传感器阵列

技术领域

本发明属于微电子机械系统的技术领域，提出了一种大功率的微波场合的微波功率传感器阵列。

背景技术

在微波技术发展中，微波功率是微波系统的三大重要参数之一。微波功率检测在任何微波研究中是必不可少的。微波功率测量在微波能应用场合具有重要意义。传统的微波功率场合一般采用电场测量法，即通过天线将微波电场耦合进入测量电路，再通过微波电路，将其转变为电流或电压进行测量，这种方法结构复杂，敏感度高，在一些微波功率过大的场合应用起来不太方便。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本专利提出一种利用微波的热效应，将微波功率转换为温度参数，测量温度参数确定微波功率的大小。

本发明的技术方案为：一种微波功率传感器阵列由微波传感器组、信号电缆和处理器构成，微波传感器组包括M×N个微波传感器，每个微波传感器的电缆合成一束构成信号电缆，信号电缆接入处理器电路，对每个微波传感器的电信号进行测定和转换，从而测定一定空间范围内的微波平均功率和功率分布。

微波传感器是由从外至内依次设置的隔热透波层、微波能量吸收层、温度平衡层和温度传感器四种结构组成，隔热透波层、微波能量吸收层和温度平衡层均是紧密相接，温度传感器的探头固定在温度平衡层的中心位置。

进一步的，隔热透波层是用于隔绝相邻微波传感器之间的热传导，选用不吸收微波且能透过微波的材料，包括聚四氟乙烯、石棉、玻璃纤维等材料。

进一步的，微波能量吸收层是吸收微波能量并能将吸收的微波能量全部转换成热能，可选用碳化硅、石墨等材料。

进一步的，温度平衡层是根据微波能量吸收层热能大小变成均匀的温升，使用温度传感器44的能测定温度的大小和变化过程，可采用去离子水作为温度平衡层的填充剂。

进一步的，温度传感器是测量温度平衡层中的温度，并将温度大小转变成电信号，通过信号电缆传送给处理器电路，可选用光线温度传感器，水温传感器、热敏电阻传感器。

优化的，相邻微波传感器的侧面采用不吸收微波的无机粘合剂进行粘结，防止微波传感器组范围内的微波被非微波能量吸收层反射或吸收微波导致测定结果不准确。

处理器为每个微波传感器进行供电，并接收温度传感器的电信号，从而反推计算每个微波传感器接收的微波辐射功率，从而进一步计算微波功率空间分布和平均功率。

进一步的，处理器包括温度传感器信号处理电路、单片机和显示装置，温度传感器信号处理电路连接单片机，单片机连接显示装置，温度传感器信号处理电路接收温度传感器的温度参数信号并转换成单片机能够读取的参数，单片机根据读取的信号参数进行转换运算，利用测定的温度信号参数确定所需测定的微波辐射功率的空间分布情况以及一定范围内的微波平均功率。

本发明利用微波热效应与微波吸收材料温度变化的具有的正相关关系，通过对温度参数的测定从而确定一定空间范围内的微波平均功率和功率分布，与传统的微波场功率测量方法相比具有更广的适用范围，且特别适合一些微波功率过大的场景。

附图说明

图1为本发明提供的一种微波功率传感器阵列的结构示意图；

图2为本发明提供的一种微波功率传感器阵列的传感器剖面结构示意图。

图中：1微波传感器组、2信号电缆、3处理器、4微波传感器、41隔热透波层、42微波能量吸收层、43温度平衡层、44温度传感器44。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

需说明的是，在本发明中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的反应塔腔体的上、下、左、右。

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

如图1所示，一种微波功率传感器阵列由微波传感器4组11、信号电缆22和处理器3433构成，微波传感器4组11包括M×N个微波传感器44，每个微波传感器44的电缆合成一束构成信号电缆22，信号电缆22接入处理器3433电路，处理器3433对每个微波传感器44的电信号进行测定和转换，从而测定一定空间范围内的微波平均功率和功率分布。

微波传感器44是由从外至内依次设置的隔热透波层41、微波能量吸收层42、温度平衡层43和温度传感器44四种结构组成，隔热透波层41、微波能量吸收层42和温度平衡层43均是紧密相接，温度传感器44的探头固定在温度平衡层43的中心位置。

隔热透波层41是用于隔绝相邻微波传感器4之间的热传导，选用不吸收微波且能透过微波的材料，选用厚度为2mm的石棉纤维制成一定大小的方形；微波能量吸收层42是吸收微波能量并能将吸收的微波能量全部转换成热能，选用厚度为5mm的碳化硅与隔热透波层41紧密安装。

温度平衡层43是根据微波能量吸收层42热能大小变成均匀的温升，使用温度传感器44的能测定温度的大小和变化过程，采用去离子水作为温度平衡层43的填充剂。

温度传感器44是测量温度平衡层43中的温度，并将温度大小转变成电信号，通过信号电缆2传送给处理器343电路，选用热敏电阻传感器。

另外，相邻微波传感器44的侧面采用不吸收微波的无机粘合剂进行粘结，防止微波传感器4组1范围内的微波被非微波能量吸收层42反射或吸收微波导致测定结果不准确。

处理器3433为每个微波传感器44进行供电，并接收温度传感器44的电信号，从而反推计算每个微波传感器44接收的微波辐射功率，从而进一步计算微波功率空间分布和平均功率。处理器3433包括温度传感器44信号处理电路、单片机和显示装置，温度传感器44信号处理电路连接单片机，单片机连接显示装置，温度传感器44信号处理电路接收温度传感器44的温度参数信号并转换成单片机能够读取的参数，单片机根据读取的信号参数进行转换运算，利用测定的温度信号参数确定所需测定的微波辐射功率的空间分布情况以及一定范围内的微波平均功率。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。