Коаксиально-волноводный переход

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано в качестве согласованного перехода между коаксиальной линией и регулярным волноводом. Технический результат - упрощение конструкции коаксиально-волноводного перехода и возможность реализации коаксиально-волноводного перехода с соосным расположением волновода и коаксиальной линии. Для этого коаксиально-волноводный переход содержит отрезок 1 регулярного волновода, закороченного торцевой стенкой 2, и расположенный перпендикулярно ей отрезок 3 коаксиальной линии. Согласующий элемент 4 выполнен в виде нескольких конструктивно объединенных прямоугольных параллелепипедов. В стенке согласующего элемента 4 выполнено отверстие связи, в котором соосно установлен элемент 5 связи, объединяющий согласующий элемент 4 с центральным проводником отрезка 3 коаксиальной линии. В отверстии связи установлена диэлектрическая втулка 6, которая обеспечивает увеличение электрической и механической прочности коаксиально волноводного перехода. В дополнительных пунктах формулы указано конкретное выполнение коаксиально-волноводного перехода. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использовано в качестве согласованного перехода между коаксиальной линией и регулярным волноводом.

Известен коаксиально-волноводный переход, представляющий собой отрезок прямоугольного волновода, соединенный с коаксиальной линией посредством индуктивного штыря (Чернушенко A.M. Конструкции СВЧ устройств и экранов. - М.: Радио и связь, 1983, с.100-101, рис.6.22 а).

Недостатком такого коаксиально-волноводного перехода является:

- согласование в узкой полосе частот;

- низкая предельная пробивная мощность коаксиально-волноводного перехода;

- невозможность конструктивной реализации коаксиально-волноводного перехода с соосным расположением волновода и коаксиальной линии.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является коаксиально-волноводный переход, содержащий отрезок коаксиальной линии, отрезок регулярного волновода, закороченного торцевой стенкой, элемент связи, согласующий элемент, выполненный в виде нескольких конструктивно объединенных прямоугольных параллелепипедов, причем основание нижнего прямоугольного параллелепипеда, являющееся основанием согласующего элемента, сопряжено со стенкой отрезка регулярного волновода, перпендикулярной направлению вектора Е, а основание каждого следующего прямоугольного параллелепипеда сопряжено с верхней плоскостью предыдущего прямоугольного параллелепипеда, причем ширина и длина каждого следующего прямоугольного параллелепипеда равна или меньше ширины предыдущего прямоугольного параллелепипеда, причем стенки всех прямоугольных параллелепипедов, обращенные к торцевой стенке отрезка регулярного волновода, расположены в одной плоскости, а верхняя и боковые стенки согласующего элемента расположены на расстоянии от стенок отрезка регулярного волновода, причем согласующий элемент связан с коаксиальной линией через элемент связи (Чернушенко A.M. Конструкции СВЧ устройств и экранов. - М.: Радио и связь, 1983, с.100-101, рис.6.22 д).

Недостатком такого коаксиально-волноводного перехода является отсутствие гальванической развязки между центральным проводником коаксиальной линии и согласующим элементом, конструктивная сложность изготовления, невозможность конструктивной реализации коаксиально-волноводного перехода с соосным расположением волновода и коаксиальной линии.

Перед авторами стояла задача создания коаксиально-волноводного перехода, лишенного перечисленных недостатков прототипа.

Данная задача решается за счет того, что в известном коаксиально-волноводном переходе, содержащем отрезок коаксиальной линии, отрезок регулярного волновода, закороченного торцевой стенкой, элемент связи, согласующий элемент, выполненный в виде нескольких конструктивно объединенных прямоугольных параллелепипедов, причем основание нижнего прямоугольного параллелепипеда, являющееся основанием согласующего элемента, сопряжено со стенкой отрезка регулярного волновода, перпендикулярной направлению вектора Е, а основание каждого следующего прямоугольного параллелепипеда сопряжено с верхней плоскостью предыдущего прямоугольного параллелепипеда, причем ширина и длина каждого следующего прямоугольного параллелепипеда равна или меньше ширины предыдущего прямоугольного параллелепипеда, причем стенки всех прямоугольных параллелепипедов, обращенные к торцевой стенке отрезка регулярного волновода, расположены в одной плоскости, а верхняя и боковые стенки согласующего элемента расположены на расстоянии от стенок отрезка регулярного волновода, причем согласующий элемент связан с коаксиальной линией через элемент связи, в стенке согласующего элемента, обращенной к торцевой стенке отрезка регулярного волновода, расположенной на некотором расстоянии от торцевой стенки отрезка регулярного волновода, выполнено отверстие связи, в котором соосно установлен элемент связи, объединяющий согласующий элемент с центральным проводником коаксиальной линии, расположенной перпендикулярно торцевой стенке отрезка регулярного волновода и соосно с элементом связи, причем поперечные размеры отверстия связи в согласующем элементе больше поперечных размеров элемента связи, а ось отрезка коаксиальной линии расположена в плоскости симметрии согласующего элемента, совпадающей с плоскостью симметрии отрезка регулярного волновода и максимумом вектора Е.

В качестве отрезка регулярного волновода использован отрезок прямоугольного волновода.

В качестве отрезка регулярного волновода использован отрезок круглого волновода.

Согласующий элемент имеет, по крайней мере, один паз шириной меньше ширины согласующего элемента в месте расположения паза.

В отверстие связи установлена диэлектрическая втулка, в которой выполнено отверстие, причем поперечное сечение отверстия равно поперечному сечению элемента связи.

Отверстие связи в согласующем элементе выполнено сквозным.

Отверстие связи в согласующем элементе выполнено глухим.

Боковые стенки согласующего элемента и стенка отрезка регулярного волновода, перпендикулярная направлению вектора Е, сопряжены по радиусу.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение гальванической развязки между центральным проводником коаксиальной линии и согласующим элементом, упрощение конструкции коаксиально-волноводного перехода и возможность реализации коаксиально-волноводного перехода с соосным расположением волновода и коаксиальной линии.

Заявляемый коаксиально-волноводный переход обладает совокупностью существенных признаков, не известных из уровня техники для изделий подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения.

Заявляемый коаксиально-волноводный переход, по мнению заявителя и авторов, соответствует критерию «изобретательский уровень», т.к. для специалистов он явным образом не следует из уровня техники, т.е. не известен из доступных источников научной, технической и патентной информации на дату подачи заявки.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется при помощи чертежей, где:

- на фиг.1 приведен коаксиально-волноводный переход с отрезком регулярного прямоугольного волновода.

- на фиг.2 приведен коаксиально-волноводный переход с отрезком регулярного круглого волновода.

- на фиг.3 изображен осевой разрез коаксиально-волноводного перехода.

- на фиг.4 приведены полученные частотные характеристики КСВН коаксиально волноводного перехода.

Коаксиально-волноводный переход содержит отрезок 1 регулярного волновода, закороченного торцевой стенкой 2, и расположенный перпендикулярно ей отрезок 3 коаксиальной линии. Согласующий элемент 4 выполнен в виде нескольких конструктивно объединенных прямоугольных параллелепипедов, причем основание нижнего прямоугольного параллелепипеда сопряжено со стенкой отрезка 1 регулярного волновода, перпендикулярной направлению вектора Е, а основание каждого следующего прямоугольного параллелепипеда сопряжено с верхней плоскостью предыдущего прямоугольного параллелепипеда. В стенке согласующего элемента 4, обращенной к торцевой стенке 2 отрезка 1 регулярного волновода, расположенной на некотором расстоянии от торцевой стенки 2 отрезка 1 регулярного волновода, выполнено отверстие связи, в котором соосно установлен элемент 5 связи, объединяющий согласующий элемент 4 с центральным проводником отрезка 3 коаксиальной линии. Также в отверстие связи установлена диэлектрическая втулка 6, которая обеспечивает увеличение электрической и механической прочности коаксиально волноводного перехода. Элемент 5 связи установлен в диэлектрической втулке 7.

Устройство работает следующим образом.

СВЧ сигнал с отрезка 3 коаксиальной линии поступает на элемент 5 связи, представляющий собой продолжение центрального проводника отрезка 3 коаксиальной линии. Элемент 5 связи, расположенный в отверстии согласующего элемента 4, образует реактивное сопротивление с емкостной составляющей, через которое энергия СВЧ-сигнала передается на участок волновода с установленным согласующим элементом 4, образующим низкоомный гребневый волновод. Параметры гребневого волновода выбираются из условий согласования импедансов отрезка 3 коаксиальной линии и отрезка регулярного волновода.

На предприятии-заявителе изготовлены опытные образцы коаксиально-волноводных переходов, работающие в S- и L-диапазонах длин волн, испытания которых подтвердили преимущества по сравнению с известными устройствами, в том числе с прототипом, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для изобретения.

1. Коаксиально-волноводный переход, содержащий отрезок коаксиальной линии, отрезок регулярного волновода, закороченного торцевой стенкой, элемент связи, согласующий элемент, выполненный в виде нескольких конструктивно объединенных прямоугольных параллелепипедов, причем основание нижнего прямоугольного параллелепипеда, являющееся основанием согласующего элемента, сопряжено со стенкой отрезка регулярного волновода, перпендикулярной направлению вектора Е, а основание каждого следующего прямоугольного параллелепипеда сопряжено с верхней плоскостью предыдущего прямоугольного параллелепипеда, причем ширина и длина каждого следующего прямоугольного параллелепипеда равна или меньше ширины предыдущего прямоугольного параллелепипеда, причем стенки всех прямоугольных параллелепипедов, обращенные к торцевой стенке отрезка регулярного волновода, расположены в одной плоскости, а верхняя и боковые стенки согласующего элемента расположены на расстоянии от стенок отрезка регулярного волновода, причем согласующий элемент связан с коаксиальной линией через элемент связи, отличающийся тем, что в стенке согласующего элемента, обращенной к торцевой стенке отрезка регулярного волновода, расположенной на некотором расстоянии от торцевой стенки отрезка регулярного волновода, выполнено отверстие связи, в котором соосно установлен элемент связи, объединяющий согласующий элемент с центральным проводником коаксиальной линии, расположенной перпендикулярно торцевой стенке отрезка регулярного волновода и соосно с элементом связи, причем поперечные размеры отверстия связи в согласующем элементе больше поперечных размеров элемента связи, а ось отрезка коаксиальной линии расположена в плоскости симметрии согласующего элемента, совпадающей с плоскостью симметрии отрезка регулярного волновода и максимумом вектора Е.

2. Коаксиально-волноводный переход по п.1, отличающийся тем, что регулярный волновод выполнен в виде отрезка прямоугольного волновода.

3. Коаксиально-волноводный переход по п.1, отличающийся тем, что регулярный волновод выполнен в виде отрезка круглого волновода.

4. Коаксиально-волноводный переход по п.1, отличающийся тем, что согласующий элемент имеет, по крайней мере, один паз шириной меньше ширины согласующего элемента в месте расположения паза.

5. Коаксиально-волноводный переход по п.1, отличающийся тем, что в отверстие связи установлена диэлектрическая втулка, в которой выполнено отверстие, причем поперечное сечение отверстия равно поперечному сечению элемента связи.

6. Коаксиально-волноводный переход по п.1, отличающийся тем, что отверстие связи в согласующем элементе выполнено сквозным.

7. Коаксиально-волноводный переход по п.1, отличающийся тем, что отверстие связи в согласующем элементе выполнено глухим.

8. Коаксиально-волноводный переход по п.1, отличающийся тем, что боковые стенки согласующего элемента и стенка отрезка регулярного волновода, перпендикулярная направлению вектора Е, сопряжены по радиусу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ) и предназначено для распределения входного сигнала с заданным соотношением мощностей и может быть использовано в различных радиотехнических устройствах, например, для формирования амплитудного распределения в приемопередающих фазированных антенных решетках (ФАР).

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ, а именно к волноводным трактам антенных решеток, и может быть использовано в антенных системах с частотным сканированием.

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот. .

Изобретение относится к области микроволновой электроники, а именно к фильтрам сигналов СВЧ-диапазона. .

Изобретение относится к устройствам мобильной связи, таким как сотовые телефоны; многодиапазонные и многофункциональные устройства; устройства, поддерживающие кроме голосовой связи мультимедийные приложения, и может быть использовано для улучшения работы антенной системы мобильного устройства связи.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к устройствам деления мощности в трактах СВЧ на два канала и обеспечения развязки между каналами. .

Изобретение относится к радиосвязи и технике СВЧ и может быть использовано при проектировании корректоров амплитудно-частотных характеристик приемных и передающих каналов связи на заданном количестве фиксированных частот.

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено, в частности, для настройки коаксиального фидера маломощного телевизионного передатчика УВЧ диапазона. .

Изобретение относится к радиосвязи и технике СВЧ и может быть использовано при проектировании согласующих устройств нагрузки и линии передачи, в частности антенны и передатчика (приемника), а также эквивалентов антенн, фильтрующих устройств и мультиплексоров на заданном количестве фиксированных частот.

Изобретение относится к электротехнике и электронике, точнее к способам и системам питания или распределения электрической энергии и передачи сигналов с помощью электромагнитных волн, и может быть использовано для ввода электрического сигнала (тока питания или информационного сигнала) в электрические цепи, преимущественно, в микросхемы.

Изобретение относится к технике СВЧ и может найти применение в системах активных фазированных антенных решеток, радиопередающих и других устройствах и системах СВЧ. Технический результат - расширение полосы пропускания, повышение развязки между каналами, улучшение согласования по входу. Для этого многоканальный делитель мощности содержит разветвитель, состоящий из четвертьволновых отрезков линии передачи, балластные развязывающие резисторы, соединенные в звезду, при этом между входом делителя мощности и входом разветвителя введен четвертьволновой отрезок линии передачи. 4 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в широкополосных приемных, передающих и измерительных устройствах СВЧ. Технический результат - повышение уровня мощности СВЧ-сигналов и уменьшение потерь. Для этого полосковое устройство квадратурного деления и сложения СВЧ-сигналов содержит диэлектрическую плату, обратная сторона которой металлизирована, размещенную на металлическом основании, систему близко расположенных электромагнитно связанных полосковых проводников и четыре подводящих полосковых электрода, расположенных на лицевой стороне платы, при этом на обратной стороне платы соосно с системой связанных полосковых проводников сформировано прямоугольное окно в металлизации, по длине равное длине системы связанных проводников, а по ширине превышающее общую ширину системы связанных полосковых проводников, при этом в металлическом основании под сформированным окном формируется прямоугольная полость глубиной не менее половины толщины диэлектрической платы и шириной, превышающей более чем на 5% ширину окна в металлизации диэлектрической платы. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к радиоэлектронной технике микроволнового диапазона и может быть использовано для измерения параметров быстропротекающих процессов движения различных материальных объектов, ударно-волновых и детонационных фронтов, плазмы. Техническим результатом является возможность получения предельной развязки приемного и передающего каналов приемо-передающего устройства (ППУ) микроволнового радиоинтерферометра (РИ) отражательного типа для увеличения чувствительности и динамического диапазона измерений РИ, снижения уровня фазовых шумов, что увеличивает точность измерения перемещения объектов. Микроволновый одноканальный РИ с волноведущим зондирующим трактом, выполненным на диэлектрическом волноводе с диэлектрическим излучателем на конце, включает ППУ с двумя микроволновыми выходами приемного и передающего каналов соответственно и направленный ответвитель для приема отраженного от объекта исследования сигнала. К микроволновому выходу передающего канала ППУ присоединен волноведущий зондирующий тракт, а к микроволновому выходу приемного канала ППУ подключен диэлектрический волновод, который на конечном участке образует на распределенной связи с диэлектрическим волноводом волноведущего зондирующего тракта упомянутый направленный ответвитель. 2 ил.
Наверх