Волноводный полосовой фильтр

 

ВОЛНОВОДНЫЙ ПОЛОСОВОЙ ,ФШ1ЬТР,содержащий волноводные ceкции крайние из которых снабжены фланцами, а остальные разделены диафрагмами, имеющими окна связи, образуя резонаторы , и в центре их широких сте- i нок установлены подстроенные винты с диэлектрическими стержнями, при /7 этом волноводные секции стянуты по узким стенкам продольными винтами и выполнены, как и продольные винты, из материала с малым коэффициентом линейного расширения, а внутренние поверхности волноводных секций и диафрагмы посеребрены, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения потерь в полосе пропускания и упрощения технологии изготовления , диафрагмы выполнены из латуни и отношение средней длины волноводных секций к толщине диафрагмы не менее чем в пять раз больше отношения коэффициентов линейного расширения латуни и материала волног водных секций, а в каждой диафрагме одно из отверстий под продольный (п винт выполнено круглым, а другое овальным , образованным двумя прямыми , сопряженными с полуокружностями , имекядими радиус, равный радиусу с: круглого отверстия, и ориентировано большей осью параллельно широкой стороне Диафрагмы. /7 00 00. О5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU@11 1 А (50 Н 01 P 1 207

В(.

Э

f3 ггпу

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3494294/18-09 (22) 29.09.82 (46) 15.09.84. Бюл. Р 34 (72) К.Б.Сухомлин, Н.В.Иванов, В.A.Aíòèïåíêî, Г.Б.Соловьев-Явиц и A.È.Ìàêàøèí (53) 621.372.852 (088.8) (56).. 1.Справочник по радиорелейной связи. М., Радио и связь, 1981, с. 83.

2.Разработка комплекса мобильной радиорелейной станции в диапазоне

11 Гц. — т.2 Радиотехническое оборудование, Гос.регистрационный номер 800544797, 1981, с.44, 83 (прототип) . (54)(57) ВОЛНОВОДНЫЙ ПОЛОСОВОЙ

ФИЛЬТР, содержащий волноводные секции, крайние из которых снабжены фланцами, а остальные разделены диафрагмами, имеющими окна связи, образуя резонаторы, и в центре их широких стенок установлены подстроечные винты с диэлектрическими стержнями, при этом волноводные секции стянуты по узким стенкам продольными винтами и выполнены, как и продольные винты, из материала с малым коэффициентом линейного расширения, а внутренние поверхности волноводных секциЯ и диафрагмы посеребрены, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью уменьшения потерь в полосе пропускания и упрощения технологии изготов- ления, диафрагмы выполнены из латуни и отношение средней длины волноводных секций к толщине диафрагмы не менее чем в пять раз больше отношения коэффициентов линейного расширения латуни и материала волно-. водных секций, а в каждой диафраг- @

Ф ме одно из отверстий под продольный винт выполнено круглым, а другоеовальным, образованным двумя прямыми, сопряженными с полуокружностями, имеющими радиус, равный радиусу круглого отверстия, и ориентирова- Я но большей осью параллельно широкой стороне диафрагмы.

1113861

Изобретение относится к СВЧ-радиотехнике и может использоваться в приемопередатчиках радиорелейных линий связи сантиметрового и миллиметрового диапазонов и в измерительной технике. 5

Известен волноводный полосовой фильтр с непосредственными связями, в котором каждый резонатор, образованный двумя диафрагмами, введен компенсатор, выполненный в виде двух дисков из биметалла, укрепленных на металлической шпильке (13.

Недостатками этого фильтра являются ограниченный интервал рабочих температур — (-35) — (+55)o С, ухуд- 15 шение термокомпенсации с ростом рабочей частоты и увеличение потерь из-за наличия термокомпенсаторов.

Наиболее близким к предлагаемому является волноводный полосовой фильтр, содержащий волноводные секции, крайние из которых снабжены фланцами, а остальные разделены диафрагмами, имеющими окна связи, образуя резонаторы, и в центре широких стенок установлены подстроечные винты с диэлектрическими стержнями, при этом волноводные секции стянуты по узким стенкам продольными винтами и выполнены, как и продольные винты, из материала с малым коэффициентом линейного расширения, а внутренние поверхности волноводных секций и диафрагмы посеребрены С23.

В этом устройстве диафрагмы выполнены из суперинвара и оно имеет высокую температурную стабильность.

Диафрагмы должны быть достаточно тонкими, а суперинвар и инвар плохо обрабатываются технологическим процессом (сначала гальваническое мед- 40 нение, а затем серебрение), что приводит к практически неконтролируе-. мому увеличению отклонений толщины диафрагмы и диаметра отверстия связи, а следовательно, к росту потерь. 45

Кроме того, известный фильтр сложен в изготовлении.

Цель изобретения — уменьшение потерь в полосе пропускания и упрощение технологии изготовления..

Для достижения поставленной цели в волноводном полосрвом фильтре, содержыцем волноводные секции, крайние иэ которых снабжены фланцами, а .остальные разделены диафрагмамй, имеющими окна связи, образуя резонаторы, и s центре их широких стенок установлены чадстроечные винты с ди" электрическими стержнями, при этом волноводные секции стянуты по узким стенкам гродольными винтами и выпол- 60 иены, как и продольные винты, иэ материала с мажем коэффициентом линейного расширения, а внутренние поверхности волноводных секций и диафрагмы посеребрены, диафрагмы выполнены из 65 латуни и отношение средней длины волноводных секций к толщине диафрагмы не менее чем в пять раз больше отношения коэффициентов линейного расширения латуни и материала волноводных, секций, а в каждой диафрагме одно иэ отверстий под продольный винт выполнено круглым, а другое - овальным, образованным двумя прямыми, сопряженными с полуокружностями, имеющими радиус круглого отверстия,и ориентировано большей осью параллельно широкой сторо-. не диафрагмы.

На фиг. 1 показан волноводный полосовой фильтр, изометрия на фиг.2волноводная секция, разрез;на фиг.3диафрагма.

Волноводный полосовой фильтр содержит волноводные секции 1-7. Волноводные секции 2-6 разделены диафрагмами 8 с окном 9 связи и образуют резонаторы. Все волноводные секции 1 — 7 стянуты по узким стенкам продольными винтами 10, отверстия

11 и 12 под которые в каждой диафрагме 8 выполнены одно (отверстие 11) круглым, а другое (отверстие 12) овальным, образованным двумя прямыми, сопряженными с полуокружностями, имеющими радиус, равный радиусу круглого отверстия 11..

Волноводные секции 1-7 и продольные винты 10 выполнены из материала с малым коэффициентом линейного расширения (инвара или суперинвара), а диафрагмы 8 — из латуни, причем отношение средней длины волноводных секций 1-7 к толщине диафрагмы 8 не менее чем в 5 раз больше отношения коэффициентов линейного расширения латуни и материала волноводных секций 1-7.

В центре широких стенок волноводных секций 2-6 установлены подстроечные винты 13 с диэлектрическими стержнями 14, которые разжаты пружиной 15 и планкой 16, что препятствует отвинчиванию.

Внутренние поверхности волноводных секций 1-7 и диафрагмы 8 посеребреиы. Крайние волноводные секции 1 и 7 снабжены фланцами 17, . Толщина диафрагм 8 оказывает существенное влияние на стабильность частоты резонаторов при изменении температуры. В самом деле, вследствие разницы в коэффициентах линейного расширения материалов диафрагм

8 и резонаторов в конструкции возникают дополнительно механические напряжения, которые не оказывают существенного влияния на стабильность размеров, если указанные напряжения существенно ниже предела упругосз,и, в противном случае при циклических воздействиях температуры материал" ползет .

1113861

f5

12

Фиг.2

Составитель Н.Ткачева

Редактор Л.Алексеенко Техред М.Надь

Корректор И. Муска

Заказ 6629/43 ... Тираж.590.....

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное .

Филиал .ППП . Патент . ., r.Óèãoðîä, .ул.Проектная,4

Форма отверстий ll и 12 в диафраг,ме 8 под продольные винты 10 должна обеспечивать возможность изменения длины диафрагмы 8 без деформаций при изменении температуры.

При нагревании вследствие линейного расширения волноводных секций

1-7, диафрагм 8 и продольного винта

10 их размеры изменяются, причем вследствие различных коэффициентов линейного расширения у инвара и латуни в конструкции возникают дополнительные увеличения толщины диафрагмы 8 продольный винт 10 работает на растяжение, а диафрагма 8— на сжатие. Расчеты показывают, что 15 выполнение условий L/t p, 5e„ / к,, где средняя длина волноводных секций 1-7; t — толщина диафрагмы 8;

К„ — коэффициент линейного расширения латуни; К вЂ” коэффициент линейного расширения материала волноводных секций 1-7, обеспечивает стабильность размеров.

Если отверстия 11 и 12 сделать круглыми, то диафрагма 8 будет изги- 75 баться, так как коэффициент линейного расширения латуни значительно больше, чем инвара. При овальной форме отверстие 12 диафрагмы 8 не подвергается деформации.

Кроме того, латунь легко обрабатывается, и поэтому диафрагмы 8 могут быть выполнены очень тонкими, легко серебрится, так как гальваническим способом серебро наноситСя непосредственно на латунь, т.е. исключается промежуточный этап меднения суперинвара н уменьшается эарастание окна 9 связи. Вследствие того, что электрическая проводимость латуни значительно выше, чем у суперинвара (инвара), то гальванический слой может быть значительно меньше. Все это обеспечивает более высокую то .ность изготовления диафрагм 8, что дает возможность улучшить основные электрические характеристики фильтра, в частности снижаются потери.

Нестабильность частоты в диапазоне 11 Гц составляет 1 10 в интервале температур +50 С, т.е. определяется только температурным коэффициентом линейного расширения волноводных секций, а латунные диафрагмы никакого влияния на стабильность частоты настройки не оказывают.

Результаты испытаний показали, что в предлагаемом волноводном полосовом фильтре (3-резонаторном) фильтре потери на центральной частоте составляют 0,52 дБ при 0,73 дБ в прототипе.