Согласующий переход от диафрагмированного волновода к круглому на волне е @

 

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано при разработке и настройке линейных ускорителей электронов с ускоряющей структурой в виде круглого диафрагмированного волновода. Цель изобретения - уменьшение габаритов перехода и расширение области его применения за счет возможности обеспечения согласованного соединения волноводов разных внутренних диаметров. Сущность изобретения заключается в том, что согласующий переход выполняется в виде отрезка диафрагмированного волновода с нечетным числом ячеек, геометрические размеры которых - длина (период) D<SP POS="POST">1</SP>, внутренний радиус волновода B<SP POS="POST">1</SP> и радиусы отверстия диафрагмы каждой ячейки A<SP POS="POST">1</SP> - рассчитываются по приведенным аналитическим выражениям. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (191 (111 д1> 4 H 05 H 7/00 угад(,, 1 в.п t

1ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ новода, состоящего из трех ячеек, являющихся отрезками круглых волноводов 1 и прикрепленных к нимдиафрагм

2, плотно соединенных между собой, с фазовым сдвигом волны на ячейку ((1= 1 /2, при этом толщина диафрагм 2 равна толщине диафрагмы последней ячейки диафрагмированного волновода

3. Увеличение электрической прочнос- ти обеспечивается скруглением краев отверстий диафрагм радиусом R = t./2.

Приближение ячеек к симметричным обеспечивается путем изготовления их в виде двух смежных полуячеек.

Симметризация расположения ячеек диафрагмированного волновода и соглаГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯ14

ПРИ ГННТ СССР (2 l ) 4262800/24-21 (22) 1 5. 06. 87 (46) 07.11 .89. Бюл, У 41 (72) Г. Д. Крамской и Л. Н, Сдобнов а (53) 621 .384. 6 (088. 8) (56). Справочник по диафрагмированньм волноводам,/Под ред. О.А.Вальдмера.—

М.: Атомиздат, 1977, с.207

Зыков А.И., Щраменко Б.И. Разработка методов согласования прямоугольных волноводов с волноводами, нагруженными металлическими дисками:

Научно-технический отчет ФТИ АН УССР, инв, Р 26 . — Харьков. 1 957, с. 4-6.

Ю (54). СОГЛАСУЮЩИЙ ПЕРЕХОД ОТ ДИАФРАГ ИИРОВАННОГО ВОЛНОВОДА К КРУГЛОМУ НА

ВОЛНЕ Ер1 (57) Изобретение относится К техниИзобретение относится к технике

СВЧ и может быть использовано в ускорительной технике.

Целью изобретения является уменьшение габаритов и расширение области применения за счет возможности сочленять волноводы разных диаметров.

На фиг.l схематично изображена конструкция перехода для соединения круглого и диафрагмированного волноводов; на фиг.2 — зависимость коэффициента стоячей волны (КСВ) от частоты.

Согласующий переход представляет собой отрезок диафрагмированного вол2 ке СВЧ и может быть использовано при разработке и настройке линейных уско" рителей электронов с ускоряющей структурой в виде круглого диафрагмированного волновода. Цель изобретения — уменьшение габаритов перехода и расширения области его применения за счет возможности обеспечения согласованного соединения волноводов разных внутренних диаметров.

Сущность изобретения заключается в том, что согласующий переход выполняется в виде отрезка диафрагмированного волновода с нечетным числом ячеек, геометрические размеры которых длина (период) D, внутренний ради1П ус волновода Ь„ и.радиусы отверстия диафрагмы ячейки а „ — рассчитывается по приведенным аналитическим выражениям. 2 ил.

1520674

1 p2 ôô 13

D = -= !3 (1+и --- — -- ) (1)

4 и (N+1 )

ГФ ! î ь (2) л %, 2-! 02- ) 2 61 1-(— —, - ) ) В

Ъ л л

I .,2,5 ф„л /З,, O,O К о,, У,. 1 „1

a = а (— — ) (— —,-) (-- — -) у ) (3)

23 и

N+ где 3 „= A

Ъ(!, Ъ(1, 71(! длины ВОлн В сОгла сующих ячейках и со— членяемых волноводах соответственно; характеристические проводимости сочленяемых диафрагмированного и круглого волноводов.

291(t, Ио) +

+ 0,534

0,17

2 006К! Р (4) у

a, ° t,,0|,, Pq

45 радиус о тв ерс тия, толщина диафрагмы, коэффициент нормировки, относительная фазовая скорость волны диафраг-50 мированного волновода соответственно; число согласующих ячеек; номер () „

l сующего перехода достигается установкой между ячейками кольца 4 толщиной д,/2 и внутренним диаметром 2Ь ., где .d< и 2Ь вЂ” соответственно длина и внутренний диаметр последней ячейки диафрагмированного волновода 3, соединяемого с помощью данного перехода с круглым волноводом 5.

Длина (период) D„,внутренний радиус волновода Ь„ и радиус отверстия

I диафрагмы а „ каждой ячейки перехода 1 выбраны из следующих соотношений

a„

K=5

Ь„

1 Ь -а

n 1,1+!

a=a+n

Определение а„производится методом последовательных приближений с использованием выражения (3), Вначале рассчитывается

-I а Ът-а1

К = 5 --"- а = а + и

1 N+1

Ьл

t а потом из (3) определяется (а„), .

Затем снова рассчитывется

К2= 5 (a „), /Ь п и (а л)2

I и так далее до тех пор, пока (а„) „ не приблизится к какой-то почти пос( то янной величине а „.

Эмпирич еска я формула (4) получена с учетом зависимости характеристической проводимости У диафрагмированного волновода с типом колебаний !!) = Т /2 от отношений a,,/Ъ,, а,/),, толщины диафрагмы t и относительной фазовой скорсоти волны Р, Согласующий переход работает следующим образом.

Изготовленные ячейки, размеры кот торых рассчитаны по формулам (! )-(3) с соответствующим их расположением плотно сжимаются, Со сто роны первой ячейки перехода плотно присоединяется диафрагмированный волновод 3 с трансформатором типа волны (ТТВ), а со стороны последней ячейки — круг 1 лый волновод 5 с поглощающей в нем загрузкой, К ТТВ присоединяют измерительное устройство (например, изме рительную линию Pl-7) и источник

СВЧ-колебаний. Мощность от источника СВЧ-колебаний поступает в собранную систему. С помощью измерительной линии Pl-7 и перемещения поглощающей нагрузки измеряют КСВ перехода.

При этом ТТВ должен быть согласован с диафрагмированным волноводом.

В качестве примера изготовлены два образца согласующих переходов.

Один из них состоит из одной ячейки для сочленения диафрагмированного волновода диаметром 86,2 мм, радиусом отверстий диафрагмы 15 мм, периодом 26,78 мм, толщиной диафрагмы

4 мм с круглым волноводом внутренним диаметром, равным 92 мм. !

Ячейка перехода имеет следущие размеры:

I

2Ь, = 88,7 мм; 2а, = 46,7 мм;

D = 43,2 мм.

Второй переход состоит из ячеек с размерами: ! первая ячейка — 2Ъ| = 87,4 мм;

2а » = 38,25 мм; D, = 35,00 мм; вторая ячейка — 2Ь, = 88,7 мм;

2а = 46,7 мм; В = 43,2 мм; ! третья ячейка — 2b> 90,4 мм; 1О

2а = 546 мм; 1! = 51,3 мм °

На фиг. 2 показано семейство кри— вых зависимости КСБ от частоты источника СВЧ-колебаний (кривая I

ТТВ; кривая II — переход из одной, 15 ячейки; кривая III — переход из трех ячеек). При установке переходов с расчетными размерами ячеек КСВ одноячеечного перехода на частоте f

= 2797,2 Мгц составил- !,55, а трех- 20 ячеечного 1,5. Дальнейшее их согласование осуществлялось путем не-! большого изменения размеров 2Ь» и

2ап

I 25

1 5206!7 »!. oC, „

».- - -- ) !!

Р г и Y

5 !! (— - - — - - ) 2 (! !+!

У

Формула изобретения

35 а,„t

,(3ф,—

40!

ni »!! n !

45 ! <Р

b а»

=а +n-- — --,—

Я+! а »!

К=5 — ——!

Ьь

Предлагаемый переход по сравнению с известным более компактен, прост в изготовлении и согласовании . при сочленении диафрагмированных и круглых волноводов с разными размерами. Кроме того, этот переход может быть использован для согласования сочленяемых диафрагмированных волноводов разных размеров °

Согласующий переход от диафрагмированного волновода к круглому на волне Е,, выполненный в виде отрезка диафрагмированного волновода, содержащего ячейки с переменной геометрией, отлич ающийс я тем, что, с целью уменьшения габаритов и расширения области применения за счет обеспечения возможности сочленения волноводов разных диаметров, число ячеек в переходе выбрано нечетным, а их геометрические размеры выбраны согласно следующим выражениям! о п Юг. t Ч »

D (1+n — — — — — — — — - »! и 4 (" ! g (1,1+1) »1! 9!! где D„— длина каждой ячейки перехо— ! да, м;

b„— внутренний радиус с волно— вода каждой ячейки перехода; ! а — радиус отверстия диафрагмы

»» каждой ячейки перехода, м; и

«вЂ” ! Ht!

Ф,„= Ъ, ! », Ъ вЂ” длины волн в переходе сочле 1 няемых диафрагмированном и круглом волноводах, соответственно;

Y, = 291(t, /,) +

0,17

+ 0,534 о,о6 k

Рр, характеристическое сопротивление диафрагмированного волновода; характеристическое сопротивление круглого волновода, У = 1; длина волны в свободном пространстве, м; радиус отверстия и толщина диафрагмы, м; коэффициент нормировки и относительная фазовая скорость волны диафрагмированного волновода; число согласующих ячеек перехода! номер, коэффициент нормировки и относительная фазовая скорость волны согласующей ячейки перехода соответственно; относительная фазовая скорость волны круглого волновода;

I !»о

2,6) (! — (—, - )

Ъ%.

Ь вЂ” внутренний диаметр круглого волновода, м.

1 520674

Фиг.1 своп

1ВМ щ

1190

Составитель F..! ромов

Редактор И.Шмакова Техред Л. Сердокова Корректор С.Черни.Заиаз б770/57

Тираж 775

Подписное

ВНИИПИ Го -ударственного комитета по изобретениям и открытиям .при ГКНТ СССР

113035, Г1осква, iK-35, Раушская наб., д. 415

Производс гненно-издательский комбинат Патент, г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 н н