Участок жесткой коаксиальной линии передачи

 

Использование: изобретение относится к радиотехнике, к конструктивному выполнению жестких коаксиальных линий передачи. Сущность изобретения: изобретение улучшает согласование коаксиальной линии. Участок жесткой коаксиальной линии содержит внешний проводник, внутренний проводник и изоляторы в виде туго натянутых нитей, симметрично расположенных относительно продольной оси, при этом нити проходят через отверстия в корпусе внешнего проводника, расположенных в диаметрально противоположных точках на плоскости, перпендикулярной продольной оси участка, и размещены в симметрично расположенных пазах на поверхности внутреннего проводника. Изобретение позволяет сократить объем материалов изоляторов, что дает уменьшение отражений , порождаемых изоляторами, и улучшение согласования коаксиальной линии. 3 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к конструктивному выполнению жестких коаксиальных линий передачи.

Известны участки или секции жестких коаксиальных линий передачи, которые состоят из внешнего проводника, внутреннего проводника и изоляторов из диэлектрического материала, центрирующих внутренний проводник и предотвращающих его осевое смещение, например секция, показанная в разрезе на стр.220 каталога 34 фирмы Andrew (1988) (см.фото N 1 Приложения).

В ней шайбовый изолятор с радиальным разрезом, установленный в проточках фланцев внешнего проводника и заведенный на шейку внутреннего проводника, обеспечивает его центровку и осевую фиксацию. Другие шайбовые изоляторы, расположенные в полости внешнего проводника, центрируют внутренний проводник.

Недостаток таких коаксиальных линий с шайбовыми изоляторами это, как известно наличие отражений, порождаемых изоляторами, то есть ухудшение согласования коаксиальной линии.

Согласование можно улучшить, если каким-либо образом сократить объем материала изолятора. В рассматриваемой конструкции это осуществлено в какой-то степени за счет трех больших вырезов сложной формы, выполненных в шайбовых изоляторах, что с другой стороны, снижает их механическую прочность.

Существуют и другие технические решения, направленные на улучшение согласования за счет сокращения объема материала изолятора, например, изолятор в виде полого тороида с вырезом: цельный (изолятор для коаксиальной линии по а. с.СССР N 862241 H 0I В 11/18) и составной (коаксиальная линия по а.с.СССР N1356001 А1 Н 0I В 11/18).

Общее в приведенных примерах это наличие проточек во фланцах внешнего проводника и шейки во внутреннем проводнике, что обусловлено, помимо чисто механических причин (необходимость фиксации внутреннего проводника), приемами компенсации неоднородностей (проблема согласования) шайбовых изоляторов.

Известны также несколько менее распространенные конструкции жестких коаксиальных линий передачи с пальчиковыми или стержневыми диэлектрическими изоляторами, например, упомянутая в книге Р.Тишера "Техника измерений на сверхвысоких частотах", M. 1963 г.

Но и в этих конструкциях имеет место проблема компенсации неоднородностей, на что указывает описание а.с. "Коаксиальная линия" N 556523, Н 0I Р 3/06.

Известны публикации международной электротехнической комиссии (Рекомендация МЭК), относящиеся к коаксиальным линиям: MЭК339-1-71 жесткие коаксиальные передающие линии и их фланцевые соединения. 4.1. Общие требования; МЭК-339-2-72 жесткие коаксиальные линии передачи и присоединенные к ним зажимные соединители. 4.2. Подробные спецификации.

В этих публикациях приведены данные (таблицы и рисунки) о коаксиальных линиях с волновым сопротивлением 50 Ом (6 типов) и 75 Ом (3 типа).

Линия, обозначенная среди них как МЭК-339-75-40-1, выбрана за ближайший аналог. Ее элементы обозначены: МЭК 339-75-40-2 и МЭК 339-75-40-3.

Внешний проводник этой линии в виде трубы с наружным диаметром 41,3 мм и внутренним диаметром 38,8 мм снабжен фланцем с внутренней проточкой диаметром 41,9 мм (макс). В нее устанавливается шайбовый изолятор с центральным отверстием, соответствующим диаметру шейки так называемого центрального соединителя двустороннего пружинящего контактного элемента, заходящего в трубу внутреннего проводника. Наружный диаметр этой трубы 11,1 мм, внутренний 9,6 мм.

Таким образом, внутренний проводник коаксиальной линии укреплен в ее полости с помощью шайбового изолятора, установленного в проточках фланцев внешних проводников и на шейку элемента, присоединенного к внутреннему проводнику, то есть аналогично указанным ранее примерам. Это обуславливает тот же недостаток: наличие отражений, порождаемых изоляторами, проблему согласования коаксиальной линии.

Характерно, что данные о диаметре центрального отверстия изолятора в рекомендации МЭК не приводятся. Отсутствуют и какие-либо указания по сокращению объема материала изолятора.

Все это свидетельствует о неопределенности решения задачи согласования в конструкциях, приведенных в Публикациях.

Сущность предполагаемого изобретения заключается в максимальном сокращении объема материала изоляторов, что дает уменьшение отражений, порождаемых изоляторами, и улучшение согласования коаксиальной линии.

Значительно сократить объем и массу изоляторов позволяет использование нитей из диэлектрического материала.

Сущность изобретения заключается в том, что в участке жесткой коаксиальной линии передачи, содержащим внешний и внутренний цилиндрические проводники и изоляторы из диэлектрического материала, центрирующие внутренний проводник и предотвращающие его осевое смещение, эти изоляторы выполнены в виде нитей, закрепл нных на внешнем и внутреннем проводнике, для чего, по крайней мере у одного конца участка внешний проводник выполнен с отверстиями в диаметрально противоположных точках, лежащих в плоскости, перпендикулярной продольной оси коаксиала, а внутренний проводник выполнен с симметрично расположенными относительно его продольной оси V-образными пазами в двух кольцевых рядах, причем пазы соседних рядов своими вершинами направлены вдоль оси в противоположные стороны и расположены в шахматном порядке, а нити попарно пропущены и туго натянуты в полости внешнего проводника через каждую пару отверстий в диаметрально противоположных точках внешнего проводника, причем внутренний проводник расположен между нитями каждой пары и установлен так, что кольцевые ряды пазов размещены по обе стороны от упомянутой плоскости на одинаковом расстоянии от нее, а нити каждой пары заведены в V-образные пазы соседних кольцевых рядов, охватывая внутренний проводник по этим пазам.

Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг. 1. а общий вид (аксонометрия), фиг.1.б вид сбоку, фиг.1.в фрагмент внутреннего проводника.

Участок жесткой коаксиальной линии содержит внешний 1 и внутренний 2 цилиндрические проводники, а также изоляторы 3 из диэлектрического материала, центрирующие внутренний проводник и предотвращающие его осевое смещение.

У конца участка внешний проводник 1 выполнен с отверстиями в диаметрально противоположных точках 4 4',5 5',6 6', лежащих в плоскости, перпендикулярной продольной оси коаксиала.

Внутренний проводник 2 выполнен с симметрично расположенными относительно его продольной оси V-образными пазами 7 в двух кольцевых рядах. Пазы соседних рядов своими вершинами направлены вдоль оси в противоположные стороны и расположены в шахматном порядке.

Изоляторы 3 выполнены в виде нитей, попарно пропущенных и туго натянутых в полости внешнего проводника 1 через каждую пару отверстий, в диаметрально противоположных точках 4 4', 5 5', 6 6' внешнего проводника.

Внутренний проводник 2 расположен между нитями каждой пары указанных отверстий и установлен так, что кольцевые ряды пазов размещены по обе стороны от плоскости, в которой лежат диаметрально противоположные точки 4 4',5 5' и 6 6', на одинаковом расстоянии от нее, причем нити каждой пары заведены в V- образные пазы соседних кольцевых рядов, охватывая внутренний проводник по этим пазам.

Сборку участка, показанного как пример на фиг.1, начинают с установки и закреплении нитей на внешнем проводнике. Затем через их переплетение по продольной оси с помощью съемного технологического приспособления в виде конуса вдвигают внутренний проводник.

Конец нити пропускают в полость корпуса через отверстие 4, а из полости наружу через диаметрально расположенное отверстие 4'. Затем нить натягивают и оборачивают по поверхности корпуса против часовой стрелки до соседнего отверстия 5, и далее аналогично нить пропускают, натягивают и оборачивают через отверстия 5', 6, 6' до отверстия 4, сквозь которое нить пропускают повторно, выпуская его через отверстие 4', а затем оборачивают по поверхности корпуса, но уже по часовой стрелке до отверстия 6, и далее аналогично через отверстия 6', 5 и 5'.

Начало нити у отверстия 4 связывают с ее концом у отверстия 5' (или фиксируют начало и конец нити иным способом). В результате через каждую пару диаметрально расположенных отверстий в полости внешнего проводника проходят две нити.

К концу внутреннего проводника прикрепляют конус и вдвигают его в полость внешнего проводника так, чтобы нити каждой пары диаметрально расположенных отверстий, раздвигаясь конусом,располагались по разные (противоположные) стороны внутреннего проводника.

Чтобы нити не зацепились при этом за уступы V-образных пазов, внутренний проводник разворачивают, чтобы нити касались его поверхности в местах без пазов.

После того, как внутренний проводник займет положение, при котором V-образные пазы окажутся у нитей на обоих его концах, проводник разворачивают вокруг продольной оси, чтобы нити запали в пазы одного ряда и уперлись в уступы пазов в каждом конце внутреннего проводника.

Затем поодиночке подтягивают до свободных пазов оставшиеся нити, пока они все не западут в пазы и упрутся в их уступы.

В результате нити получают дополнительный натяг, а внутренний проводник располагается за счет "самоцентровки" по продольной оси участка.

Закрепленные на внешнем и внутреннем проводниках нити, с натягом охватывающие внутренние проводники по V-образным пазам, образуют симметричную пространственную конструкцию, достаточно жестко фиксирующую внутренний проводник.

Формула изобретения

Участок жесткой коаксиальной линии передачи, содержащий внешний и внутренний цилиндрические проводники и изоляторы из диэлектрического материала, центрирующие внутренний проводник и предотвращающие его осевое смещение, отличающийся тем, что по крайней мере у одного конца участка внешний проводник выполнен с отверстиями в диаметрально противоположных точках, лежащих в плоскости, перпендикулярной продольной оси коаксиала, а внутренний проводник выполнен с симметрично расположенными относительно его продольной оси V-образными пазами в двух кольцевых рядах, причем пазы соседних рядов своими вершинами направлены вдоль оси в противоположные стороны и расположены в шахматном порядке, а изоляторы выполнены в виде нитей, попарно пропущенных и туго натянутых в полости внешнего проводника через каждую пару отверстий в диаметрально противоположных точках внешнего проводника, внутренний проводник расположен между нитями каждой пары и установлен так, что кольцевые ряды пазов размещены по обе стороны от упомянутой плоскости на одинаковом расстоянии от нее, а нити каждой пары заведены в V-образные пазы соседних кольцевых рядов, охватывая внутренний проводник по этим пазам.

РИСУНКИ

Рисунок 1