Свч-фазовращатель

 

Изобретение относится к технике СВЧ и предназначено для использования в радиотехнических устройствах для изменения фазы электромагнитных колебаний, Цель изобретения -увеличение диапазона изменения фазы. Это достигается тем, что между сегнетоэлектрической шайбой 6 и полуволновым конусным переходом 2 введен дополнительный отрезок внутреннего проводника 4, при этом полуволновый конусный переход 2 выполнен с плавным увеличением диаметра внутреннего проводника, диаметры внешнего (D), внутреннего(d) и дополнительного внутреннего (d2) проводников выбраны из соотношения lgD(d/lgD/di 10-20; Ig D/d2/lgD/di 10-ЗО.гдеЯ- длина волны, di-наибольший диаметр внутреннего проводника полуволнового конусного перехода , а результирующая электрическая длина части отрезка коаксиальной линии передачи с дополнительным внутренним проводником и сегнетоэлектрической шайбы выбрана равной (0,02-0,2)Д1 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТС КИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 Р 1/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4687826/09 (22) 03.02.89 (46) 15,05.92. Бюл. ЛЬ 18 (71) Научно-исследовательский институт радиоприборостроения (72) О.В;Потемкин и Т.Б.Калюта (53) 621.372,852.2 (088.8) (56) Известия АН СССР, серия физическая, том XXII, 1958, N. 12, с.154.

Приборы и техника эксперимента, 1968, N. 1, с.225 — 226, (54} СВЧ-ФАЗ О В РАЩАТЕЛ Ь (57) Изобретение относится к технике СВЧ и предназначено для использования в радиотехнических устройствах для изменения фазы электромагнитных колебаний, Цель изобретения — увеличение диапазона изме Ыц» 1734142 А1 нения фазы. Это достигается тем, что между сегнетоэлектрической шайбой 6.и полуволновым конусным переходом 2 введен дополнительный отрезок внутреннего проводника 4, при этом полуволновый конусный переход 2 выполнен с плавным увеличением диаметра внутреннего проводника, диаметры внешнего (D), внутреннего (d) и дополнительного внутреннего (б2) проводников выбраны из соотношения IgD(d/lgD/d> =

10 — 20; Ig D/бг/IgD/d1 = 10 — 30,гдето — длина волны, d< — наибольший диаметр внутреннего проводника полуволнового конусного перехода, а результирующая электрическая длина части отрезка коаксиальной линии передачи с дополнительным внутренним проводником и сегнетоэлектрической шайбы выбрана равной (0,02 — 0,2) 1 ил.

1734142

Изобретение относится к СВЧ-технике и предназначено для использования в радиотехнических устройствах для изменения фазы электромагнитной волны, Известен быстродействующий отражательный фазовращ тель, содержащий короткозамкнутый отрезок коаксиала и сегнетоэлектрическую шайбу, установленную на конце указанного отрезка. Его недостатком является малый диапазон регулировки фазы, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является быстродействующий отражательный фазовращатель, содержащий полуволновый конуснblé переход с волновым сопро тивлением, равным волновому сопротивлению входного регулярного коаксиала, Однако такое устройство также имеет малый диапазон регулировки фазы.

Цель изобретения — увеличение диапазона изменения фазы, Поставленная цель достигается тем, что

СВЧ-фазовращатель, выполненный в виде отрезка коаксиальной линии передачи, между внутренним проводником которой и закорачивающей стенкой внешнего проводника, установленной на одном его конце, включена сегнетоэлектрическая шайба, причем одна часть отрезка коаксиальной линии передачи имеет вид регулярной линии передачи, а другая ее часть имеет вид полуволнового конусного перехода, снабжен дополнительным отрезком внутреннего проводника, при этом внешний проводник отрезка коаксиальной линии передачи выполнен в виде прямого цилиндра, полуволновый переход выполнен с плавным увеличением диаметра внутреннего проводника по направлению к дополнительному отрезку внутреннего проводника, при этом диаметры внешнего, внутреннего и дополнительного проводников выбраны из соотношений, 1g D/d/Ig D/d> = 10 — 20, ig D/02/Ig О/о1= 10 30, а результирующая электрическая длина части отрезка коаксиальной линии передачи с дополнительным внутренним проводником и сегнетоэлектрической шайбы выбраны равной (0,02 — 0,2g гдето — длина волны, D— диаметр внешнего проводника, d — диаметр внутреннего проводника регулярной линии передачи, d> — наибольший диаметр внутреннего проводника полуволнового конусного перехода, d2 — диаметр дополнительного отрезка внутреннего проводника.

Увеличение диапазона изменения фазы

"вязано с переотражением СВЧ-волн от границы между конусным переходом и дополнительным отрезком внутреннего проводника за счет выбранных в определенных пределах соотношений между диаметрами

5 внешнего, внутреннего и дополнительного внутреннего проводников, а также результирующий электрической длины части отрезка коаксиальной линии передачи с дополнительным внутренним проводником

10 и сегнетоэлектрической шайбы, На чертеже представлен СВЧ-фазовращател ь.

СВЧ-фазовращатель содержит отрезок регулярной линии г ередачи 1, полуволно15 вый конусный переход 2 и отрезок коаксиальной линии передачи 3 с дополнительным внутренним проводником 4, между которым с одной стороны и закорачивающий стенкой

5 внешнего проводника с другой стороны

20 установлена сегнетоэлектрическая шайба 6, Внешний проводник СВЧ-фазовращателя выполнен в виде прямого цилиндра диаметром D. Внутренний проводник СВЧфазовращателя на регулярном участке име25 ет диаметр d, у полуволнового конусного перехода плавно увеличивается от диаметра d до максимальной величины d> с резким переходом к дополнительному проводнику

4 диаметром dz. Втулка 7 служи-. опорой

30 внутреннего проводника, по которому через ввод 8 на сегнетоэлектрическую шайбу подается постоянное управляющее напряжение, и одновременно о".еспечивает его изоляцию от корпуса, 35 На входе СВЧ-фазовращателя имеется разъем 9, Работает СВЧ-фазовращатель следующим образом, При подаче управляющего напряжения

40 на сегнетоэлектрическую шайбу изменяется диэлектрическая проницаемость шайбы и, соответственно, величина емкости зазора, что приводит к изменению фазы электромагнитной волны. За счет переотражения

45 СВЧ-волны от границы между конусным переходом и дополнительным отрезком внутреннего проводника при выбранных в определенных пределах соотношениях между диаметрами внешнего, внутреннего

50 и дополнительного внутреннего проводников и результирующей электрической длины части отрезка коаксиальной линии передачи с дополнительным внутренним проводников и сегнетоэлектрической шайбы диапа55 зон изменения фазы увеличивается.

Диаметры внешнего, внутреннего и дополнительного проводников выбраны в соответствии с соотношениями:

Ig D/d/If D/dq = 10 — 20;

ig D/б2/ig D/d = 10 30.

1734142

Нижние пределы обусловлены снижением эффекта увеличения диапазона изменения фазы, Первый верхний предел определяется слишком жесткими требованиями к стабильности управляющего напряжения вследствие черезмерного увеличения крутизны фазовой характеристики, а второй — снижением эффекта взаимодействия сегнетоэлектрической шайбы с СВЧ-полем, Результирующая электрическая длина части отрезка коаксиальной линии передачи с дополнительным внутренним проводником и сегнетозлектрическоР шайбы выбрана в пределах Ь = (0,02 — 0,2) Л, где Л вЂ” длина волны, При значениях овне предлагаемого интервала существенного увеличения диапазона изменения фазы по сравнению с прототипом не наблюдается.

Пример техническогоо решения.

В таблице приведены экспериментальные данные по диапазону изменения фазы

Лр для различных значений Ьи различных соотношений диаметров внешнего, внутреннего и дополнительного внутреннего проводников при напряженности управляющего электрического поля 10 кВ/см. В качестве материала шайбы использована сегнетоэлектрическая керамика ВК вЂ” 7, размеры шайбы: диаметр 0,4 мм, высота 0,4 мм.

Материал диэлектрической втулки — фторопласт. Там же приведены данные для прототипа.

Предлог енная конструкция СВЧ-фазовращателя по сравнению с прототипом имеет в 6 — 15 раз больший диапазон изменения фазы. Увеличение диапазона изменения фазы позволяет уменьшить количество используемых фазовращателей, а следовательно, уменьшить стоимость фазосдвигающей системы и существенно сократить ее габариты.

Формула изобретения

СВЧ-фазовращатель, содержащий отрезок коаксиальной линии передачи, между внутренним проводником которой и закора5 чивающей стенкой внешнего проводника, установленной на одном его конце, включена сегнетоэлектрическая шайба, при этом одна часть отрезка коаксиальной линии передачи выполнена в виде регулярной линии

10 передачи, а другая ее часть выполнена в виде полуволнового конусного перехода, о т л и.ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения диапазона изменения фазы, между сегнетоэлектрической шайбой и пол15 уволновым конусным переходом введен дополнительный отрезок внутреннего проводника, внешний проводник отрезка коаксиальной линии передачи выполнен в виде прямого цилиндра, полуволновый ко20 нусный переход выполнен с плавным увеличением диаметра внутреннего проводника по направлению к дополнительному отрезку внутреннего проводника, при этом диаметры внешнего, внутреннего и дополни25 тельного внутреннего проводников выбраны из соотношений .

Ig D/d/Ic D/d> = 10-20;

30 Ig D/d2/ig 0/01= 10 — 30, а результирующая электрическая длина части отрезка коаксиальной линии передачи с дополнительным внутренним проводником и сегнетоэлектрической шайбы выбра35 на равной (0,02 — 0,2)il,, где Л вЂ” длина волны, D — диаметр внешнего проводника, d — диаметр внутреннего проводника регулярной линии передачи, d< — наибольший диаметр внутреннего проводника полуволнового ко40 нусного перехода, d2 — диаметр дополнительного отрезка внутреннего проводника,