izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2022-6-3-8izmertech-1585Research ArticleГОСУДАРСТВЕННЫЕ ЭТАЛОНЫSTATE STANDARDSГосударственный первичный эталон единицы мощности электромагнитных колебаний в диапазоне частот 37,5–118,1 ГГц ГЭТ 167-2021State primary standard of the unit of power of electromagnetic oscillations in the frequency range from 37.5 to 118.1 GHz GET 167-2021https://orcid.org/0000-0003-2895-8408КоудельныйА. В.KoudelnyA. V.

Александр Владимирович Коудельный

г. п. Менделеево, Московская обл.

Alexander V. Koudelny

Mendeleevo, Moscow region

akou@vniiftri.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3148-7336МалайИ. М.MalayI. M.

Иван Михайлович Малай

г. п. Менделеево, Московская обл.

Ivan M. Malay

Mendeleevo, Moscow region

malay@vniiftri.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6916-1035МатвеевА. И.MatveevA. M.

Алексей Игоревич Матвеев

г. п. Менделеево, Московская обл.

Alexey I. Matveev

Mendeleevo, Moscow region

mtvv@vniiftri.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5665-405XПерепелкинВ. А.PerepelkinV. A.

Владимир Анатольевич Перепелкин

г. п. Менделеево, Московская обл.

Vladimir A. Perepelkin

Mendeleevo, Moscow region

prpl@vniiftri.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7722-2184ЧирковИ. П.ChirkovI. P.

Игорь Петрович Чирков

г. п. Менделеево, Московская обл.

Igor P. Chirkov

Mendeleevo, Moscow region

chirkov@vniiftri.ruВсероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измеренийРоссияRussian Metrological Institute of Technical Physics and Radio EngineeringRussian FederationВсероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измеренийРоссияRussian Metrological Institute of Technical Physics and Radio Engineering,Russian Federation2022050520230638Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1585

Рассмотрены вопросы измерения мощности электромагнитных колебаний как основного параметра, характеризующего интенсивность электромагнитного излучения на сверхвысоких частотах в закрытых передающих трактах. Измерения мощности электромагнитных колебаний в диапазоне миллиметровых длин волн широко применяются в радиосвязи, радионавигации, радиолокации. С целью обеспечения единства измерений мощности электромагнитных колебаний в диапазоне частот 78,33–118,1 ГГц усовершенствован Государственный первичный эталон единицы мощности электромагнитных колебаний в волноводных трактах в диапазоне частот от 37,5 до 78,33 ГГц ГЭТ 167-2017. Для увеличения верхней частоты ГЭТ 167-2017 разработан комплект болометрических измерительных преобразователей в волноводных трактах 2,4×1,2 и 2,54×1,27 мм (WR10), калориметрическая и компарирующая установки. Приведены структурная схема, технические характеристики и результаты метрологических исследований Государственного первичного эталона единицы мощности электромагнитных колебаний в волноводных трактах в диапазоне частот 37,5–118,1 ГГц ГЭТ 167-2021. С учётом особенностей, вызванных уменьшением сечения волноводного тракта, уточнены методики оценки составляющих погрешностей воспроизведения и передачи единицы мощности электромагнитных колебаний. Результаты исследований подтвердили высокие показатели точности эталона, который теперь занимает лидирующую позицию среди аналогичных национальных эталонов.

Radio frequency power is the main parameter characterizing the intensity of electromagnetic radiation at microwave frequencies in closed transmission paths. Measurement of the RF power in the millimeter wavelength range is widely used in radio communications, radio navigation, and radar. In order to ensure the uniformity of measurements of the RF power in the frequency range from 78.33 to 118.1 GHz, the State Primary Standard of the unit of RF power in waveguide paths in the frequency range from 37.5 to 78.33 GHz GET 167-2017has been improved. To ensure the possibility of increasing the upper frequency of the GET 167-2017, the development of sets of bolometric measuring transducers in waveguide paths 2.4×1.2 and 2.54×1.27 mm (WR10), calorimetric and comparating installations. The block diagram, technical characteristics and results of metrological studies of the State primary standard of the unit of RF power in waveguide paths in the frequency range of 37.5–118.1 GHz GET 167-2021 are given. Taking into account the features caused by a decrease in the cross section of the waveguide path, methods for estimating error components are refi ned. reproduction and transmission of a unit of RF power. The research results confi rmed the high accuracy of the standard, which now occupies a leading position among similar national standards.

мощность электромагнитных колебанийпервичный эталонмикрокалориметрваттметрradio frequency powerprimary standardmicrocalorimeterpower meterReferencesShimaoka K., Kinoshita M., Fujii K., Tosaka T., Calibration of mmwave power meters using a broadband calorimeter in the frequency range from 110 GHz to 170 GHz, 2013 38th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (IRMMW-THz), 2013, pp. 1–2. https://doi.org/10.1109/IRMMW-THz.2013.6665712Shimaoka K., Kinoshita M., Fujii K., Tosaka T., Calibration of mmwave power meters using a broadband calorimeter in the frequency range from 110 GHz to 170 GHz, 2013 38th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (IRMMW-THz), 2013, pp. 1–2. https://doi.org/10.1109/IRMMW-THz.2013.6665712He Wei, Zhang Weiwei, Qi Wanquan, Yin Hongcheng, Design of a 110 GHz to 170 GHz calorimeter, 2017 International Workshop on Electromagnetics: Applications and Student Innovation Competition, 2017, pp. 71–73. https://doi.org/10.1109/iWEM.2017.7968788He Wei, Zhang Weiwei, Qi Wanquan, Yin Hongcheng, Design of a 110GHz to 170GHz calorimeter, 2017 International Workshop on Electromagnetics: Applications and Student Innovation Competition, 2017, pp. 71–73. https://doi.org/10.1109/iWEM.2017.7968788Kwon J., Hong Y., Kang N., D-Band Waveguide Microcalorimeter for Millimeter-Wave Power Standard, 2018 Conference on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM 2018), 2018, pp. 1–2. https://doi.org/10.1109/CPEM.2018.8501192Kwon J., Hong Y., Kang N., D-Band Waveguide Microcalorimeter for Millimeter-Wave Power Standard, 2018 Conference on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM 2018), 2018, pp. 1–2. https://doi.org/10.1109/CPEM.2018.8501192Перепелкин В. А., Семенов В. А., Чирков И. П., Павлов А. В., Жогун М. В., Коудельный А. В. Государственный первичный эталон единицы мощности электромагнитных колебаний в диапазоне частот от 37,5 до 78,33 ГГц ГЭТ 167-2017 // Измерительная техника. 2017. № 10. стр. 3–6. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2017-10-3-6Perepelkin V. A., Semenov V. A., Chirkov I. P., Pavlov A. V., Zhogun M. V., Koudel’nyi A. V., Measurement Techniques, 2018, vol. 60, no. 10, pp. 973–978. https://doi.org/10.1007/s11018-018-1303-yLau Y. S., Denning T., Oleson C., Millimeter wave power measurement above 110 GHz, 2006 67th ARFTG Conference, 2006, pp. 97–102. https://doi.org/10.1109/ARFTG.2006.4734350Lau Y. S., Denning T., Oleson C., Millimeter wave power measurement above 110 GHz, 2006 67th ARFTG Conference, 2006, pp. 97–102. https://doi.org/10.1109/ARFTG.2006.4734350Judaschke R. H., Kuhlmann K., Reichel T. M., Perndl W., Millimeter-Wave Thermoelectric Power Transfer Standard, in IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 64, no. 12, pp. 3444–3450, Dec. 2015. https://doi.org/10.1109/TIM.2015.2454632Judaschke R. H., Kuhlmann K., Reichel T. M., Perndl W., Millimeter-Wave Thermoelectric Power Transfer Standard, in IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 64, no. 12, pp. 3444–3450, Dec. 2015. https://doi.org/10.1109/TIM.2015.2454632Kwon J., Kang T., Kang N., V-band waveguide microcalorimeter for millimeterwave power standards, 2016 Conference on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM 2016), 2016, pp. 1–2, https://doi.org/10.1109/CPEM.2016.7540466Kwon J., Kang T., Kang N., V-band waveguide microcalorimeter for millimeter-wave power standards, 2016 Conference on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM 2016), 2016, pp. 1–2, https://doi.org/10.1109/CPEM.2016.7540466Семенов В. А. Проект изменения стандарта на присоединительные размеры элементов соединения СВЧ трактов электронных измерительных приборов // Метрология в радиоэлектронике: Тез. докл. XI Всерос. науч.техн. конф. 19–21 июня 2018 г., Менделеево: ВНИИФТРИ, 2018. С. 116–125.Semenov V. A., Proc. XI All-Russian Sci.-Tech. conference Metrology in Radio Electronics, June 19–21, 2018, Mendeleevo, VNIIFTRI Publ., 2018, pp. 116–125. (In Russ.)Коудельный А. В., Мыльников А. В., Перепёлкин В. А. Разработка и исследование полупроводниковых болометри- ческих преобразователей мощности СВЧ оконечного типа. Исследования в области радиотехнических измерений // Сборник научных трудов. М.: ВНИИФТРИ, 1987. С. 27–34.Koudelny A. V., Mylnikov A. V., Perepelkin V. A., Research in the fi eld of radio engineering measurements, Collection of Scientifi c Papers, Mendeleevo, VNIIFTRI Publ., 1987, pp. 27–34. (In Russ.)Chirkov I., Perepelkin V., Semenov V., Russian primary standards of microwave power, 29th Conference on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM 2014), 2014, pp. 166–167. https://doi.org/10.1109/CPEM.2014.6898311Chirkov I., Perepelkin V., Semenov V., Russian primary standards of microwave power, 29th Conference on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM 2014), 2014, pp. 166–167. https://doi.org/10.1109/CPEM.2014.689831

The authors declare that there are no conflicts of interest present.