Волноводная согласованная нагрузка

 

Использование: для поглощения электромагнитной волны на выходе СВЧ-волноводного тракта. Сущность изобретения: устройство содержит короткозамкнутый отрезок волновода, выполненный из углепластика, и слой поглотителя. Слоем поглотителя покрыт короткозамыкатель и часть отрезка волновода длиной l₁. Остальная часть короткозамкнутого волновода длиной l₂ образует трансформирующий участок. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам СВЧ и может быть использовано для поглощения в трактах малого и среднего уровней мощности.

Известна согласованная волноводная нагрузка, содержащая короткозамкнутый отрезок волновода, в котором внутренняя поверхность короткозамыкателя и части широких стенок покрыта слоем поглотителя с магнитными потерями, при этом длина покрытия вдоль стенок определяет рабочую частоту [1] Известна полноводная согласованная нагрузка, содержащая короткозамкнутый отрезок волновода, внутренняя поверхность которого на части длины и короткозамыкатель покрыты слоем поглотителя с магнитными потерями, а остальная часть короткозамкнутого отрезка образует трансформирующий участок [2] Недостатком описанных нагрузок является узкий диапазон частот, в котором они имеют хорошее согласование с волноводным трактом, так как материалы с магнитными потерями, расположенные на отражающих подложках, являются материалами интерференционного типа, поэтому имеют недостаточно широкую полосу рабочих частот.

Цель изобретения улучшение согласования в широком диапазоне частот и уменьшение массы.

Это достигается тем, что в волноводной согласованной нагрузке, содержащей короткозамкнутый отрезок волновода, внутренняя поверхность которого на части длины и короткозамыкатель покрыты слоем поглотителя с магнитными потерями, а остальная часть короткозамкнутого отрезка образует трансформирующий участок, короткозамкнутый отрезок волновода выполнен из углепластика.

Улучшение согласования достигнуто за счет того, что непокрытая поглотителем часть отрезка волновода из углепластика выполняет функцию трансформатора сопротивлений с активными потерями, следовательно предлагаемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На чертеже приведена конструкция волноводной согласованной нагрузки.

Нагрузка содержит короткозамкнутый отрезок волновода 1, выполненный из углепластика, слой 2 поглотителя с магнитными потерями толщиной d, покрывающий короткозамыкатель 3 и часть стенок отрезка волновода 1 на длине l₁.

Часть отрезка волновода 1 длиной l₂ не покрыта слоем поглотителя. Длины отрезков l₁ и l₂ определяются диапазоном рабочих частот, в котором коэффициент стоячей воды имеет заданное значение.

Поглотителем покрываются только широкие стенки в нагрузках малого уровня мощности, а для нагрузки более высокого уровня мощности и узкие стенки.

Поглотитель выполнен из материала с магнитными потерями, который является эффективным поглотителем, когда он расположен на электропроводящей подложке, достаточно хорошо отражающей электромагнитную волну. Этому требованию удовлетворяет углепластик, из которого выполнен короткозамкнутый отрезок волновода 1. Углепластик представляет собой углеродную ткань, пропитанную связующим.

Для проверки работоспособности была изготовлена нагрузка для тракта сечением 35 х 15 мм, которая имеет следующие конструктивные параметры: длина нагрузки 14, 6 мм, длина отрезков l₁ 10,6 мм, l₂ 4 мм, толщина слоя d 1,03 мм, масса 22,5 г. В качестве материала для поглотителя использован состав, содержащий 98% по массе карбонильного железа и 2% кремнийорганического каучука.

Мощность падающей на нагрузку электромагнитной волны в основном поглощается слоем 2 поглотителя, покрывающим короткозамыкатель 3 и стенки отрезка волновода 1 на длине l₁.

Отрезок волновода длиной l₂, непокрытый слоем поглотителя, выполняет роль согласующего трансформатора сопротивлений с активными потерями, который улучшает согласование нагрузки с трактом в более широкой полосе частот. Активные потери на участке l₂ обусловлены электрическим сопротивлением углепластика, которое больше, чем у металла.

Предлагаемая нагрузка отличается от прототипа тем, что за счет выполнения согласующего перехода улучшается согласование в широкой полосе частот, КСВ в рабочем диапазоне тракта не превышает 1,07, кроме того, использование волновода из углепластика вместо металлического уменьшает массу нагрузки, масса известной нагрузки на медном волноводе 110 г, масса предложенной 22,5 г.

Формула изобретения

ВОЛНОВОДНАЯ СОГЛАСОВАННАЯ НАГРУЗКА, содержащая короткозамкнутый отрезок волновода, внутренняя поверхность которого на части длины и короткозамыкатель покрыты слоем поглотителя с магнитными потерями, а остальная часть короткозамкнутого отрезка волновода образует трансформирующий участок, отличающаяся тем, что короткозамкнутый отрезок волновода выполнен из углепластика.

РИСУНКИ

Рисунок 1