Волноводная нагрузка

 

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано как оконечная нагрузка в волноводных трактах с высоким уровнем мощности. Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что волноводная нагрузка содержит отрезок прямоугольного волновода и проходящий через его внутреннюю полость диэлектрический вкладыш, заполненный проточной поглощающей жидкостью. Диэлектрический вкладыш установлен ортогонально продольной оси волновода параллельно его широкой стенке. За диэлектрическим вкладышем установлен клинообразный ступенчатый поршень, при этом расстояние от оси диэлектрического вкладыша до клинообразного ступенчатого поршня выбирается из условия противофазности электромагнитных волн, отраженных от диэлектрического вкладыша и поршня. Техническим результатом является улучшение согласования, повышение электропрочности и уменьшение размеров нагрузки. 1 ил.

Предполагаемое изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано как оконечная нагрузка в волноводных трактах с высоким уровнем мощности.

Известна волноводная нагрузка [А.С. 1592885], содержащая объемный твердотельный поглотитель, установленный в полости отрезка прямоугольного волновода, который закорочен на конце заглушкой. На внешней поверхности отрезка прямоугольного волновода выполнены ребра и их поверхность, и корпус образуют канал для протекания охлаждающей жидкости. На корпусе выполнены элементы ввода и вывода жидкости.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой волноводной нагрузке является согласованная нагрузка [А.С. 1332420 опубл. 23.08.1987 г.], состоящая из отрезка прямоугольного волновода, полого диэлектрического вкладыша с клинообразным концом, диэлектрической перегородки, диэлектрических стержней и поглощающей проточной жидкости.

Недостатками таких нагрузок являются недостаточная электропрочность и большой продольный габарит, обусловленный необходимостью плавного заполнения внутренней полости волновода поглотителем и связанным с этим большой протяженностью диэлектрического вкладыша (2-3 и более λ_в) нагрузки, что необходимо для ее согласования.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в улучшении согласования, повышении электропрочности и уменьшении размеров нагрузки до величины меньше λ_в, где λ_в - длина волны в волноводе.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что волноводная нагрузка содержит отрезок прямоугольного волновода и проходящий через его внутреннюю полость диэлектрический вкладыш, заполненный проточной поглощающей жидкостью. Диэлектрический вкладыш установлен ортогонально продольной оси волновода параллельно его широкой стенке. За диэлектрическим вкладышем установлен клинообразный ступенчатый поршень, при этом расстояние от оси диэлектрического вкладыша до клинообразного ступенчатого поршня выбирается из условия противофазности электромагнитных волн, отраженных от диэлектрического вкладыша и поршня.

На чертеже представлена конструкция предлагаемой нагрузки.

Волноводная нагрузка содержит отрезок прямоугольного волновода 1, диэлектрический вкладыш 2, заполненный проточной поглощающей жидкостью 3, поршень 4, имеющий клинообразный выступ 5.

Волноводная нагрузка работает следующим образом: бегущая электромагнитная волна, распространяющаяся в отрезке прямоугольного волновода 1, падая на диэлектрический вкладыш 2, частично поглощается заполняющей его проточной поглощающей жидкостью 3, частично отражается и частично проходит сквозь занятую вкладышем полость. Прошедшая волна отражается от клинообразного ступенчатого поршня 4. После вторичного прохождения через полость, занятую диэлектрическим вкладышем 2 с проточной поглощающей жидкостью 3, электромагнитная волна, отраженная от поршня, складывается с волной, отраженной диэлектрическим вкладышем с проточной поглощающей жидкостью. Выбор расстояния клинообразного поршня от диэлектрического вкладыша обеспечивает противофазное сложение указанных волн. Ступенчатый выступ, имеющийся у поршня, и глубина погружения диэлектрического вкладыша в отрезок прямоугольного волновода позволяют регулировать уровень мощности, возбуждаемой в объеме, занятом вкладышем с проточной поглощающей жидкостью. Таким образом, положение поршня обеспечивает противофазность отраженных волн, а ступенчатый выступ, клинообразная форма поршня и глубина погружения диэлектрического вкладыша в волновод - равенство их амплитуд, обеспечивая баланс фаз и амплитуд, взаимное вычитание (компенсацию) отраженных электромагнитных волн и, следовательно, согласование нагрузки. Повышение электропрочности обеспечивается отсутствием мест застоя поглощающей жидкости.

Размещение диэлектрического вкладыша ортогонально продольной оси отрезка прямоугольного волновода и клинообразный ступенчатый поршень обеспечивают высокое согласование нагрузки в широкой полосе частот, реально КСВ≤1,15.

Реально для получения требуемого поглощения электромагнитных волн жидким поглотителем типа воды, антифриза диаметр диэлектрического вкладыша может быть выполнен (0,3-0,4)λ_в. Высокая диэлектрическая проницаемость поглотителя и клинообразное выполнение поршня при размещении вкладыша ортогонально оси волновода позволяет выполнить расстояние от оси вкладыша до поршня, равное (0,1-0,15)λ_в.

Формула изобретения

Волноводная нагрузка, содержащая отрезок прямоугольного волновода и проходящий через его внутреннюю полость диэлектрический вкладыш, заполненный проточной поглощающей жидкостью, отличающаяся тем, что диэлектрический вкладыш установлен ортогонально продольной оси волновода, параллельно его широкой стенке, а за диэлектрическим вкладышем установлен клинообразный ступенчатый поршень, причем расстояние от оси диэлектрического вкладыша до клинообразного ступенчатого поршня равно (0,1÷0,15)λ_в, где λ_в - длина волны в волноводе, при этом проточная поглощающая жидкость выбрана с высокой диэлектрической проницаемостью.

РИСУНКИ

Рисунок 1