一种波导冷噪声源和温度控制方法技术

本申请公开了一种波导冷噪声源和温度控制方法，解决现有技术中波导冷噪声源输出温度不稳定、液氮易泄露、匹配负载不易于更换的问题。波导冷噪声源，包含密封的液氮容器、传热结构、波导安装架、波导、负载和控温结构。波导安装架通过传热结构固定连接液氮容器。波导为安装在波导安装架上贯通槽路的中空管道。负载位于波导腔体中。控温结构包括位于液氮容器和波导安装架之间的加热膜、温度传感器和PID控制器。温度传感器分布式安装在波导内，测量负载的物理温度反馈给PID控制器。PID控制器根据负载的物理温度反馈调节加热膜，控制负载的工作温度。本申请装置在一个区间内调节负载的物理温度同时避免了液氮泄漏隐患、驻波恶化问题和扩频困难。扩频困难。扩频困难。

【技术实现步骤摘要】
一种波导冷噪声源和温度控制方法


[0001]本申请涉及噪声测量
，尤其涉及一种波导冷噪声源和温度控制方法。

技术介绍

[0002]雷达接收机的噪声系数是其主要技术指标之一，在测试过程中通常会用到波导冷噪声源。辐射计是一种接收物体自然辐射的高灵敏度接收机，广泛应用于遥感领域，波导冷噪声源是辐射计的测量精度、线性度、稳定性和灵敏度评估中的主要设备之一。
[0003]传统的波导冷噪声源采用液氮浸泡匹配负载的形式，即将匹配负载的一端置于液氮之中，另一端穿过侧壁开口的液氮容器并通过绝热波导与测试端口相连；采用将干燥气体通过波导壁上的小孔注入波导内部的方式避免水汽凝结在波导内壁。
[0004]然而传统的波导冷噪声源缺点如下。第一，由于直接将波导浸入液氮中，通过液氮为匹配负载提供冷量，因此无法对负载的物理温度进行调节，噪声源输出温度可能随气压、液位高度、容器内部压力等因素变化。第二，由于采用匹配负载穿过液氮容器的结构，因此穿孔部位密封结构的长期稳定性存在问题。因为靠近液氮一侧是零下196度的低温，而液氮容器外部接近室温温度，不同材料之间热胀冷缩的差异、振动试验、低温下粘合剂寿命等因素都会造成无法预知的液氮泄漏隐患。第三，干燥气体通过矩形波导壁上的小孔注入波导内部，以避免水汽凝结在波导内壁。但矩形波导信号传输路径上任何部位的开孔都将产生不期望的驻波并对噪声测试结果带来影响。随着工作频段的提高，这一问题更加突出。因为气体注入孔的大小很难随波导尺寸的减小而等比缩小，所以导致在110GHz以上传统矩形波导冷噪声源的驻波已很难满足测量要求。第四，传统的波导冷噪声源的匹配负载已经永久性地固定在液氮容器上，任何更换都将破坏其密封结构，导致更换成本很高。因此急需一种无液氮泄漏隐患，干燥气体注入结构对驻波无影响，噪声源易于更换，可拓展到更高频段的波导冷噪声源。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供一种波导冷噪声源和温度控制方法，解决了现有技术中波导冷噪声源输出温度不稳定、液氮易泄露、匹配负载不易于更换的问题。
[0006]本申请实施例还提供一种波导冷噪声源，包含密封的液氮容器、传热结构、波导安装架、波导、负载和控温结构。所述波导安装架通过传热结构固定连接液氮容器。所述波导安装架上开有贯通槽路。所述波导为穿过贯通槽路安装在波导安装架上的中空管道。所述负载位于波导安装架槽路内的波导腔体中。所述控温结构包括位于液氮容器和波导安装架之间的加热膜、温度传感器和PID控制器。所述温度传感器分布式安装在波导内，测量负载的物理温度反馈给PID控制器。所述PID控制器根据负载的物理温度反馈调节加热膜，控制负载的工作温度。
[0007]优选地，所述波导安装架上开有多条贯通槽路，多条波导分别安装在贯通槽路里。
[0008]进一步地，所述波导包含第一波导和第二波导。所述第一波导位于波导安装架贯
通槽路内，其内部空腔容纳负载。两个所述第二波导分别安装在第一波导两侧，采用低导热材料制成，用于降低第一波导与波导安装架以外部件的热交换。
[0009]进一步地，从波导的端部为波导注入干燥的气体。
[0010]进一步地，还包含导气管和电磁阀。所述导气管一端连接波导端部，另一端注入干燥的气体。所述电磁阀用于抽取干燥的气体注入波导内部。
[0011]进一步优选的，所述波导的一端连导气管并安装电磁阀，另一端为噪声输出端口。
[0012]优选的，所述导气管采用低导热材料制成。
[0013]优选地，所述液氮容器为波导提供干燥的气体。导气管密封导通液氮容器内部和波导内部。所述导气管与液氮容器连接的位置高度高于液氮液面的高度阈值。
[0014]优选地，所述导气管安装在液氮容器的顶壁上。
[0015]另一方面，本申请还提供一种波导冷噪声源温度控制方法，使用上述任意实施例所述波导冷噪声源，包含步骤：
[0016]温度传感器测量负载的物理温度，并将物理温度信号反馈至PID控制器。
[0017]设置一个温度阈值，PID控制器判断根据温度阈值判断负载的物理温度情况。
[0018]PID控制器发送指令至加热膜，控制加热膜发热的大小。
[0019]本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
[0020]本专利技术所述装置可以在一定范围内调节匹配负载的物理温度使其输出温度保持稳定。避免了传统波导噪声源的液氮泄漏隐患，解决了传统波导噪声源干燥气体注入方式引入的驻波恶化问题和扩频困难，解决了传统矩形波导噪声源匹配负载维修更换困难的问题。
附图说明
[0021]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0022]图1为本申请一种波导冷噪声源实施例结构图；
[0023]图2为本申请PID控制器工作实施例示意图；
[0024]图3为本申请一种波导冷噪声源温度控制方法实施例流程图。
具体实施方式
[0025]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0026]以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
[0027]图1为本申请一种波导冷噪声源实施例结构图。
[0028]一种波导冷噪声源，包含密封的液氮容器1、传热结构2、波导安装架3、波导4和负载5。
[0029]所述波导安装架通过传热结构固定连接液氮容器。
[0030]例如，侧壁无开口的液氮容器用于提供制冷量，液氮从液氮容器上方注液口11进
入到液氮容器内部，氮气从排气口12排出。液氮受重力作用集中在底部。桶的截面可以为圆形、矩形或方形等形状，这里不做进一步限定。材料优选纯铜或铝合金材料。侧壁无开口的液氮容器外底面为光滑的金属表面。
[0031]所述波导安装架通过传热结构与液氮容器的，从而实现温度的传导，控制波导的温度。
[0032]传热结构用于连接液氮容器与波导安装架，为波导和匹配负载提供制冷量，并通过加热膜和PID控制器对波导和负载的温度进行一定范围的调节，使其输出温度能够长期保持稳定。
[0033]所述波导安装架上开有贯通槽路。所述波导为穿过贯通槽路安装在波导安装架上的中空管道。
[0034]由于一个液氮容器可以作用于多个波导，为了防止浪费，因此优选的，所述波导安装架上开有多条贯通槽路，多条波导分别安装在贯通槽路里。
[0035]例如，所述波导为矩形波导，波导安装架用于安装波导。有一块与液氮容器底板材质相同的金属，在上面加工出多条与矩形波导外壁尺寸一致或略大的矩形贯通槽路。在贯通槽路内部涂抹上导热脂后就可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波导冷噪声源，其特征在于，包含密封的液氮容器、传热结构、波导安装架、波导、负载和控温结构；所述波导安装架通过传热结构固定连接液氮容器；所述波导安装架上开有贯通槽路；所述波导为穿过贯通槽路安装在波导安装架上的中空管道；所述负载位于波导安装架槽路内的波导腔体中；所述控温结构包括位于液氮容器和波导安装架之间的加热膜、温度传感器和PID控制器；所述温度传感器分布式安装在波导内，测量负载的物理温度反馈给PID控制器；所述PID控制器根据负载的物理温度反馈调节加热膜，控制负载的工作温度。2.根据权利要求1所述波导冷噪声源，其特征在于，所述波导安装架上开有多条贯通槽路，多条波导分别安装在贯通槽路里。3.根据权利要求1所述波导冷噪声源，其特征在于，所述波导包含第一波导和第二波导；所述第一波导位于波导安装架贯通槽路内，其内部空腔容纳负载；两个所述第二波导分别安装在第一波导两侧，采用低导热材料制成，用于降低第一波导与波导安装架以外部件的热交换。4.根据权利要求1
‑
3任意一项所述波导冷噪声源，其特征在于，从波导的端部为波导...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超楠，杨寒旭，李萍，程春悦，
申请(专利权)人：北京无线电计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：