Волноводный переключатель

Авторы патента:

H01P1/12 - Волноводы; резонаторы, линии или другие устройства типа волноводов (работающие в оптическом диапазоне G02B; антенны H01Q; цепи, содержащие элементы с сосредоточенным полным сопротивлением H03H)

Владельцы патента RU 2578295:

Федеральное государственное унитарное предприятие Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт радио (ФГУП НИИР) (RU)

Изобретение относится к технике СВЧ и представляет собой волноводный переключатель. Переключатель содержит концентрично расположенные статор и ротор с выполненными в них волноводными каналами, узел управления, устройство фиксации ротора относительно статора и исполнительное устройство. Исполнительное устройство представляет собой концентрично расположенные магнитопровод в виде кольца и ротор. Магнитопровод имеет на внутренней поверхности четное количество зубьев не менее четырех, располагающихся симметрично относительно оси симметрии магнитопровода в каждой паре зубьев. На каждый зубец намотана катушка индуктивности. Катушки, находящиеся на зубцах каждой пары, электрически соединены между собой так, что начало намотки первой катушки соединено с концом намотки второй катушки, а незадействованные выводы катушек подключаются к узлу управления. Ротор исполнительного устройства представляет собой магнит в форме цилиндра и механически закреплен на оси ротора волноводного переключателя, магнитные полюса расположены параллельно оси, один из полюсов (S или N) перекрывает торцы зубцов одной половины катушек, а другой полюс (N или S) перекрывает один или более торцов зубцов другой половины катушек. Техническим результатом является обеспечение непосредственного переключения между любыми позициями. 2 ил.

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ и предназначено для быстродействующей коммутации широкополосных волноводных трактов высокого уровня мощности.

Известен волноводный переключатель, содержащий статор, в котором размещены входные и выходные каналы, и ротор, расположенный соосно внутри него, в котором выполнены коммутирующие каналы. Ротор состоит из двух частей, расположенных симметрично относительно его оси и соединенных пружинами, причем каждая часть ротора установлена с возможностью поджатия к статору посредством фиксирующего механизма, состоящего из трех кулачков, размещенных между частями ротора (а.с. СССР №1282243, Н01Р 1/12, 1987).

Недостатком переключателя является малое быстродействие, большие габариты и малая надежность, обусловленная сложностью конструкции.

Известен также волноводный переключатель, содержащий концентрично расположенные статор и ротор с выполненными волноводными каналами, узкие стенки которых лежат в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора, дополнительно введены узел управления, верхнее и нижнее основания и исполнительное устройство. Исполнительное устройство выполнено в виде микродвигателя, микровыключателей, поводковой муфты, кулачка, поводка и рычага. Микродвигатель коаксиально расположен с ротором и закреплен в нижнем основании, на котором установлен узел управления, причем на валу микродвигателя установлен кулачок с поводком. На верхнем основании закреплены микровыключатели, взаимодействующие с рычагом, установленным на одном из концов вала ротора, а на другом конце вала ротора установлена поводковая муфта. Эквидистантно каналу ротора выполнены глухие отверстия. В роторе выполнены осевые пазы, заполненные ферроэпоксидом. Поводок выполнен в виде гибкого элемента. Волноводный переключатель с торцов закрыт крышкой и стаканом, укрепленными на верхнем и нижнем основаниях соответственно. Волноводный переключатель снабжен Г-образными фиксаторами, каждый из которых выполнен в виде двуплечевого рычага, установленного на оси, причем одно плечо рычага подпружинено (Патент РФ №2376689, Н01Р 1/12, 26.10.2007).

Недостатками этого переключателя является малая надежность, обусловленная сложностью конструкции, а также пошаговое переключение из одного положения в другое, что приводит к сложности управления исполнительным устройством.

Наиболее близким является волноводный переключатель, содержащий корпус, в котором выполнены окна ввода и вывода, ротор, имеющий коммутирующие каналы и установленный в корпусе, и исполнительное устройство, состоящее из электромагнитов, установленных симметрично по обе стороны от оси ротора, и ограничительных упоров, при этом с целью повышения виброустойчивости в него введены магнитопроводящее основание, закрепленное на оси ротора, и два сегментообразных постоянных магнита, которые установлены на магнитопроводящем основании симметрично относительно оси ротора, при этом сегментообразные постоянные магниты обращены к полюсам электромагнитов разноименными полюсами и ось их симметрии размещена под углом к линии, соединяющей центры полюсов электромагнитов, а электромагниты размещены параллельно оси ротора (а.с. СССР №1083255, Н01Р 1/12, 1984).

Недостатком этого переключателя является ограниченное количество положений переключения.

Технический результат изобретения заключается в возможности создания волноводного переключателя с количеством положений от 2 до К, в возможности переключения из одного положения в любое другое сразу, а не пошагово, простота управления исполнительным устройством, где К - любое четное число от четырех и более.

Для достижения технического результата предлагается волноводный переключатель, содержащий концентрично расположенные статор и ротор с выполненными волноводными каналами, узкие или широкие стенки которых лежат в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора, узел управления, устройство фиксации ротора относительно статора и исполнительное устройство. Исполнительное устройство представляет собой магнитопровод в виде кольца с зубцами на внутренней поверхности, при этом плоскость магнитопровода расположена перпендикулярно оси вращения ротора, а сам магнитопровод расположен концентрично ротору и имеет количество зубьев кратное двум и не менее четырех, располагающихся симметрично относительно оси симметрии магнитопровода в каждой паре зубьев. На каждый зубец, как на сердечник, намотана катушка индуктивности, а катушки индуктивности, находящиеся на зубцах каждой пары, электрически соединены между собой следующим образом: начало намотки первой катушки соединено с концом намотки второй катушки, а незадействованные выводы катушек подключаются к узлу управления. Ротор исполнительного устройства представляет собой магнит либо в форме цилиндра, либо одного или нескольких секторов цилиндра и помещен в центр магнитопровода и механически закреплен на оси ротора волноводного переключателя таким образом, что может свободно вращаться внутри магнитопровода совместно с ротором волноводного переключателя, при этом ось ротора волноводного переключателя изготовлена из немагнитных материалов. Магнитные полюса ротора исполнительного устройства расположены параллельно оси ротора волноводного переключателя. Один из полюсов (S или N) перекрывает торцы зубцов одной половины катушек индуктивности, а другой полюс (N или S) перекрывает один или более торцов зубцов другой половины катушек индуктивности.

На фиг. 1 представлен волноводный переключатель, разрез, на фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1.

Волноводный переключатель имеет:

1 - статор;

2 - ротор;

3 - устройство фиксации ротора относительно статора;

4 - узел управления;

5 - исполнительное устройство;

6 - ось ротора;

7 - волноводный канал в статоре;

8 - волноводный канал в роторе;

9 - магнитопровод;

10 - катушка индуктивности;

11 - ротор исполнительного устройства.

Переключатель работает следующим образом.

При поступлении управляющего сигнала из узла управления 4 на катушки индуктивности 10 одной из пар возникает магнитное поле, которое, взаимодействуя с магнитным полем ротора исполнительного устройства 11, механически закрепленного на оси 6, приводит к вращению ротор 2 переключателя до совмещения волноводных каналов 7 и 8. После чего положение ротора 2 относительно статора 1 блокируется устройством фиксации 3. При этом управляющий сигнал имеет длительность, достаточную для перехода ротора 2 из одного исходного положения в другое. Для переключения волноводного переключателя в другое положение необходимо подать управляющий сигнал на любую другую пару катушек индуктивности 10. Таким образом, количество пар катушек соответствует количеству положений ротора относительно статора. За счет того, что ротор исполнительного устройства 11 представляет собой по форме либо цилиндр, либо один или несколько секторов цилиндра и помещен в центр магнитопровода 9, и один из полюсов (S или N) перекрывает торцы зубцов одной половины катушек индуктивности 10, а другой полюс (N или S) перекрывает один или более торцов зубцов другой половины катушек индуктивности 10, достигается возможность производить переключения волноводного переключателя из любого положения в любое другое сразу, а не пошагово.

Волноводный переключатель, содержащий концентрично расположенные статор и ротор с выполненными волноводными каналами, узкие или широкие стенки которых лежат в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора, узел управления, устройство фиксации ротора относительно статора и исполнительное устройство, отличающийся тем, что исполнительное устройство представляет собой магнитопровод в виде кольца с зубцами на внутренней поверхности, при этом плоскость магнитопровода расположена перпендикулярно оси вращения ротора, а сам магнитопровод расположен концентрично ротору и имеет количество зубьев кратно двум и не менее четырех и располагающихся при этом симметрично относительно оси симметрии магнитопровода в каждой паре зубьев, а на каждый зубец, как на сердечник, намотана катушка индуктивности, катушки индуктивности, находящиеся на зубцах каждой пары, электрически соединены между собой следующим образом: начало намотки первой катушки соединено с концом намотки второй катушки, а незадействованные выводы катушек подключаются к узлу управления, при этом ротор исполнительного устройства представляет собой магнит либо в форме цилиндра, либо одного или нескольких секторов цилиндра и помещен в центр магнитопровода и механически закреплен на оси ротора волноводного переключателя таким образом, что может свободно вращаться внутри магнитопровода совместно с ротором волноводного переключателя, при этом ось ротора волноводного переключателя изготовлена из немагнитных материалов, а магнитные полюса ротора исполнительного устройства расположены параллельно оси ротора волноводного переключателя и один из полюсов (S или N) перекрывает торцы зубцов одной половины катушек индуктивности, а другой полюс (N или S) перекрывает один или более торцов зубцов другой половины катушек индуктивности.

Изобретения относятся к областям радиосвязи, радиолокации, радионавигации и радиоэлектронной борьбы и могут быть использованы для создания устройств усиления и частотной демодуляции.

Полосковый резонатор // 2577485

Изобретение предназначено для формирования задающих цепей генераторов, устройств частотной селекции и др. Техническим результатом изобретения является увеличение отношения первых двух резонансных частот полоскового резонатора при сохранении высокой добротности и миниатюрности и позволяет расширить протяженность полосы заграждения полосно-пропускающих фильтров на его основе.

Компaктное термоэластичное воздействующее устройство для волновода, волновод с фазовой стабильностью и мультиплексирующее устройство, содержащее такой привод // 2576589

Изобретение относится к волноводам мультиплексоров, встроенных в космическое оборудование для спутников. Технический результат состоит в создании малогабаритного и простого во внедрении термоэластичного воздействующего устройства, позволяющего обеспечить фазовую стабильность волновода.

Волноводная структура с разрешенными и запрещенными зонами // 2575995

Изобретение относится к устройствам обработки и коммутации СВЧ-сигналов на полупроводниковых приборах и предназначено для использования в телекоммуникационных системах, электрически управляемых устройствах СВЧ-электроники, таких как полосовые или селективные фильтры, антенны, перестраиваемые генераторы.

Высокопрочная коаксиальная нагрузка // 2575319

Изобретение относится к микроволновой технике и предназначено для применения в бортовой аппаратуре радиолокационных, коммуникационных и измерительных систем, подверженных воздействию внешних факторов.

Коммутирующее устройство свч // 2574811

Изобретение относится к технике СВЧ. Технический результат - повышение надежности и скорости переключения, увеличение уровня выходной мощности и уровня радиационной стойкости.

Мощный переключатель свч // 2574810

Изобретение относится к области полупроводниковых изделий. Технический результат - повышение надежности устройства путем снижения влияния DX центров, повышения плотности электронов и устранения деградации в гетероструктуре.

Псевдоморфный переключатель свч // 2574809

Изобретение относится к области полупроводниковых изделий, Технический результат - повышение надежности устройства путем снижения влияния DX центров, повышения плотности электронов и устранения деградации в гетероструктуре.

Мощный псевдоморфный переключатель свч // 2574808

Многоэлементный дифференциальный фазовращатель свч // 2574471

Использование: изобретение относится к устройствам, обеспечивающим постоянный фазовый сдвиг между компенсирующей линией и фазосдвигающим каналом (ФК) в широкой полосе частот.

Свч-аттенюатор // 2578729

Использование: для использования аттенюатор с фиксированным затуханием при измерениях в волноводных трактах с высоким уровнем мощности. Сущность изобретения заключается в том, что СВЧ-аттенюатор содержит металлический прямоугольный волновод, поглотитель и экран, при этом волновод выполнен с высотой b узкой стенки и шириной а широкой стенки, в котором образованы два сопряженных друг с другом идентичных плавных перехода длиной L переменной высоты, уменьшающейся до b2, поглощающая поверхность каждого перехода совмещена с поглощающей поверхностью поглотителя шириной s, расположенной на одной из широких стенок волновода, а отражающая поверхность перехода расположена на противоположной широкой стенке, при условии s<a, α=arctg((b-b2)/L), где α - угол наклона перехода. Технический результат: обеспечение возможности уменьшения КСВН и неравномерности коэффициента передачи в полосе частот волновода, плавного изменения электрической прочности и настройки затухания в небольших пределах при конструктивном и технологическом упрощении. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Многослойный полосно-пропускающий фильтр // 2579816

Многослойный полосно-пропускающий фильтр, относящийся к микроволновой и оптической технике, содержит параллельные слои диэлектрика резонансной толщины, каждый из которых отделен один от другого и от окружающего пространства прилегающими зеркалами. При этом каждое его зеркало выполнено в виде плоской решетки полосковых проводников. Техническим результатом изобретения является улучшение селективных свойств фильтра, выражающееся в расширении полос заграждения выше и ниже полосы пропускания за счет значительного сужения паразитных полос пропускания. 3 ил.

Свч-нагрузка // 2580465

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано как оконечная нагрузка в волноводных трактах с высоким уровнем мощности и в качестве эталонной измерительной согласованной нагрузки. Техническим результатом является уменьшение коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВН) и длины СВЧ-нагрузки при конструктивном и технологическом упрощении. Для этого СВЧ-нагрузка содержит металлический волновод, поглотитель и экран. Волновод выполнен прямоугольным с высотой b узкой стенки и шириной а широкой стенки, в котором образован плавный переход переменной высоты, уменьшающейся до нуля на длине L. Поглощающая поверхность перехода совмещена с поглощающей поверхностью поглотителя шириной s, расположенной на одной из широких стенок волновода, а отражающая поверхность перехода - на противоположной широкой стенке, при условии s<a, α=arctg(b/L), где α - угол наклона перехода. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Невзаимный схемный элемент, устройство связи, оснащенное схемой, включающей в себя невзаимный схемный элемент, и способ изготовления невзаимного схемного элемента // 2580876

Изобретение относится к СВЧ-технике. Невзаимный схемный элемент содержит: ферримагнетик, который размещен поверх схемной платы, проводящую крышку, которая закрывает верхнюю поверхность ферримагнетика и выполнена как единое целое, множество соединительных частей, которые электрически соединяют проводящую крышку с множеством соответствующих линий передачи сигналов поверх схемной платы; и магнит, который прикладывает магнитное поле к ферримагнетику. При этом упомянутое множество соединительных частей выполнено снаружи проводящей крышки. Технический результат заключается в упрощении конструкции невзаимного схемного элемента. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 19 ил.

Конструкция соединения между антенным устройством и устройством радиосвязи // 2581739

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам. Соединение между антенным устройством и устройством радиосвязи содержит фланцевые участки, включающие в себя неконтактные противостоящие поверхности и участки волновода, проходящие через неконтактные противостоящие поверхности, каждый из которых выполнен для антенного устройства и устройства радиосвязи; дроссельную канавку, сформированную вне упомянутого участка волновода на любой одной или на обеих неконтактных противостоящих поверхностях антенного устройства и устройства радиосвязи, и волновод, сформированный из упомянутых участков волновода, противостоящих один другому, с просветом между ними в состоянии, в котором антенное устройство и устройство радиосвязи прикреплены один к другому, и неконтактные противостоящие поверхности непосредственно противостоят друг другу с просветом между ними и помещаются параллельно друг другу, и при этом фланцевые участки противостоят друг другу с промежутком между ними. Технический результат заключается в устранении несимметричности контакта. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Ступенчатый трансформатор свч // 2582052

Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат - расширение полосы пропускания при уменьшении габаритов трансформатора. Для этого используется ступенчатый трансформатор СВЧ, состоящий из каскадно включенных ступеней с параллельно включенными четвертьволновыми отрезками связанных полосковых линий с различными волновыми сопротивлениями, в котором электромагнитная связь между вышеуказанными ступенями осуществляется вышеуказанными четвертьволновыми отрезками, посредством того, что их электрическое соединение производится каскадно параллельным соединением вышеуказанных линий с помощью перемычек, в результате чего линия, представляющая первую высокоомную ступень, имеет электромагнитную связь с двумя линиями, включенными с ней параллельно с помощью первой и второй параллельных перемычек, причем эти две линии представляют собой вторую ступень и имеют электромагнитную связь с двумя другими линиями, также включенными параллельно с помощью первой и третьей параллельных перемычек, причем эти две другие линии представляют собой третью низкоомную ступень. 1 ил.

Волноводный фильтр нижних частот // 2583062

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ и может быть использовано для подавления внеполосных и паразитных колебаний в трактах приемопередающих систем, в том числе высокой мощности, а также для грубого измерения частоты микроволнового излучения. Волноводный ФНЧ представляет собой прямоугольный волновод конечной длины с фланцами со встроенными в него со стороны его широких стенок напротив друг друга диафрагмами с зазором между ними, по крайней мере часть из которых (одинаковых по высоте) является набором низкоомных секций фильтра, носящих емкостной характер, между которыми расположены высокоомные секции фильтра, образованные участками прямоугольного волновода между соседними вдоль широкой стенки прямоугольного волновода диафрагмами и носящие индуктивный характер. Остальные диафрагмы, расположенные на входе и выходе фильтра, служат для согласования с входным и выходным волноводами, что обеспечивает минимизацию потерь в полосе пропускания фильтра. Перестройка частоты среза ФНЧ осуществляется введением в центральную часть ФНЧ двух дополнительных диафрагм, изменяющих индуктивность центральной секции фильтра, что позволяет перестраивать частоту среза фильтра на величину до 3% от частоты среза и не ухудшая значительно потерь в рабочей полосе фильтра (≤3 дБ). Технический результат заключается в разработке простого в изготовлении волноводного фильтра низких частот, имеющего перестройку частоты среза и обеспечивающего подавление паразитных сигналов на частотах, превышающих частоту среза не менее чем в два раза, обладающего минимальными потерями в полосе пропускания. Фильтр предназначен для использования в дециметровом и сантиметровом диапазонах длин волн. Использование специальной технологии изготовления, например электроэрозионной обработки, позволяет изготовить ФНЧ предлагаемой конструкции для использования в миллиметровом диапазоне длин волн. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Широкополосный полосно-пропускающий фильтр // 2584342

Изобретение относится к СВЧ электронике, в частности к частотно-селективным фильтрам. Широкополосный полосно-пропускающий фильтр содержит диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую сторону нанесен полосковый проводник, частично расщепленный с одного конца. При этом микрополосковый проводник, обладающий осевой симметрией, расщеплен широкой, а затем узкой продольными прорезями с длинами от 12% до 36% и от 14% до 41% длины проводника соответственно. Вдоль длинной стороны проводника с обеих его сторон параллельно нанесены проводники связи, свернутые П-образно. Соответствующе проводники образуют резонаторы, связанные между собой индуктивно-емкостной связью, а размеры дважды расщепленного проводника и проводников связи выбраны таким образом, чтобы их сближенные резонансы одновременно участвовали в формировании полосы пропускания. Перестройка фильтра по частоте может быть осуществлена изменением длины проводников и прорезей между ними. Технический результат - повышение частотно-избирательных свойств и расширение относительной полосы пропускания фильтра. 2 ил.

Частотно-селективная высокоимпедансная поверхность на основе метаматериала // 2585178

Использование: для создания частотно-селективной высокоимпедансной поверхности. Сущность изобретения заключается в том, что частотно-селективная высокоимпедансная поверхность содержит однослойную экранированную печатную плату, с одной стороны которой выполнена импедансная решетка из связанных не менее чем двумя емкостными зазорами микрополосковых многозаходных спиралей Архимеда, в центрах которых расположены металлизированные переходные отверстия, соединенные с общим металлическим экраном, емкостные зазоры выполнены в виде микрополосковых копланарных линий. Технический результат: обеспечение возможности создания частотно-селективной высокоимпедансной поверхности, которая имеет отрицательные значения эффективной диэлектрической и магнитной проницаемостей, а также поверхностный импеданс, перестраиваемый в данном частотном диапазоне, и существенно превосходящий волновое сопротивление свободного пространства. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Низкоразмерный свч фотонный кристалл // 2587405

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в устройствах измерительной техники. Технический результат - уменьшение продольного размера фотонного кристалла вдоль направления распространения электромагнитной волны до величины, меньшей длины волны основного типа. Для этого в качестве элементов волноводного СВЧ фотонного кристалла, образующих периодическую последовательность, используют диэлектрические слои, полностью заполняющие волновод по перечному сечению, и тонкие металлические пластины, частично перекрывающие сечение волновода и образующие зазор между пластиной и широкой стенкой волновода по всей ее длине, при этом зазоры между нечетными металлическими пластинами и волноводом расположены у верхней широкой стенки волновода, а зазоры между четными металлическими пластинами и волноводом - у нижней широкой стенки волновода. 4 ил.