Свч-нагрузка

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.

 

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.

Известна СВЧ-нагрузка высокого уровня мощности [1], содержащая отрезок волновода, на одном из концов которого выполнен срез под углом к его продольной оси, и диэлектрическую подложку, установленную на срезе, при этом на поверхность диэлектрической подложки со стороны волноводного канала нанесен слой коррозионно-устойчивого жаропрочного проводящего материала, диэлектрическая подложка выполнена из керамики с высокой теплопроводностью, а на наружной поверхности диэлектрической подложки установлен металлический фланец, прикрепленный вместе с диэлектрической подложкой к волноводному отрезку.

Недостатком этой конструкции является повышенный КСВН СВЧ-нагрузки на низких частотах волновода при ее большой длине.

Известна СВЧ-нагрузка высокого уровня мощности [2], принятая за прототип, содержащая кососрезанный волновод, объемный поглотитель, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда, и экран, выполненный в виде радиатора или фланца. Плоская поверхность поглотителя совмещена с плоской поверхностью кососрезанного волновода, причем размеры плоской поверхности поглотителя превышают размеры плоской поверхности кососрезанного волновода.

Недостатком данной конструкции является повышенный КСВН СВЧ-нагрузки на низких частотах волновода, причем ее длина не указана.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является уменьшение КСВН и длины СВЧ-нагрузки при конструктивном и технологическом упрощении.

Технический результат достигается тем, что 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 длиной L переменной высоты, уменьшающейся до нуля. 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.

Для простоты изготовления поглощающая поверхность поглотителя может быть выполнена в виде прямоугольника, причем его ширина s находится в пределах 0.55а≤s≤0.65а.

Для получения лучшего согласования (минимального КСВН) поглощающая поверхность поглотителя может быть выполнена в виде равнобедренной трапеции, меньшее основание которой расположено в начале перехода, причем меньшее основание находится в пределах от 0.4а до 0.45а, а большее - от 0.95а до а.

В прямоугольном волноводе образован плавный переход длиной L переменной высоты, уменьшающейся до нуля, что упрощает расчет конструкции нагрузки.

Поглощающая поверхность перехода совмещена с поглощающей плоскостью поглотителя шириной s, расположенной на одной из широких стенок волновода, а отражающая поверхность перехода - на противоположной, что уменьшает КСВН при оптимальной длине нагрузки.

Предлагаемая конструкция СВЧ-нагрузки поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлена конструкция предлагаемой СВЧ-нагрузки, где: металлический волновод - 1, поглотитель - 2, экран - 3, плавный переход - 4.

На фиг. 2 представлены топологии СВЧ-нагрузок с фиксированной длиной L перехода:

1 - поглощающая поверхность поглотителя имеет прямоугольную форму оптимизированной ширины (s<а) (а - поглощающая поверхность расположена на плоской широкой стенке перехода, б - поглощающая поверхность расположена на наклонной широкой стенке перехода);

2 - поглощающая поверхность поглотителя имеет форму равнобедренной трапеции с оптимизированными основаниями (в - поглощающая поверхность расположена на плоской широкой стенке перехода, г - поглощающая поверхность расположена на наклонной широкой стенке перехода);

3 - поглощающая поверхность поглотителя имеет прямоугольную форму неоптимизированной ширины а (д - поглощающая поверхность расположена на плоской широкой стенке перехода, е - поглощающая поверхность расположена на наклонной широкой стенке перехода).

На фиг. 3 представлены графики КСВН в диапазоне частот 26-40 ГГц для топологий СВЧ-нагрузок, изображенных на фиг. 2.

Пример

Волновод 1 выполнен из меди прямоугольным. Корпус волновода 1 выполнен из двух частей, разделенных по широкой стенке и соединенных винтами. Высота узкой стенки b=3.4 мм, ширина широкой стенки а=7.2 мм. Плавный переход 4 переменной высоты имеет длину L=34 мм. На плоской широкой стенке перехода расположен поглотитель 2 так, что его поглощающая поверхность совмещена с плоскостью стенки. Поглотитель 2 выполнен в форме прямоугольного параллелограмма из корундо-титанатной керамической пластины КТ-30 длиной L=34 мм и высотой 2 мм. Ширина поглощающей поверхности поглотителя 2 s=4.4 мм. Поглотитель 2 помещен в экран 3, выполненный из меди, и закреплен в нем электропроводным клеем или пайкой.

Предлагаемая СВЧ-нагрузка работает следующим образом.

Электромагнитная волна распространяется в прямоугольном волноводе 1, попадает в канал плавного перехода 4 переменной высоты. Падая на поглощающую поверхность поглотителя 2, электромагнитная волна затухает, преобразуясь в тепловую энергию, которая отводится через экран 3 на систему охлаждения.

Возможность реализации предлагаемого изобретения проверена расчетным путем на топологиях СВЧ-нагрузок, представленных на фиг. 2, с фиксированной длиной L перехода.

СВЧ-нагрузка 1: поглощающая поверхность поглотителя имеет прямоугольную форму оптимизированной ширины (s<а) (а - поглощающая поверхность расположена на плоской широкой стенке перехода, б - поглощающая поверхность расположена на наклонной широкой стенке перехода);

СВЧ-нагрузка 2: поглощающая поверхность поглотителя имеет форму равнобедренной трапеции с оптимизированными основаниями (в - поглощающая поверхность расположена на плоской широкой стенке перехода, г - поглощающая поверхность расположена на наклонной широкой стенке перехода);

СВЧ-нагрузка 3: поглощающая поверхность поглотителя имеет прямоугольную форму неоптимизированной ширины а (д - поглощающая поверхность расположена на плоской широкой стенке перехода, е - поглощающая поверхность расположена на наклонной широкой стенке перехода).

Графики КСВН топологий СВЧ-нагрузок (фиг. 3) показывают, что оптимизированные нагрузки (фиг. 2а-г) имеют КСВН<1.03, а неоптимизированные нагрузки (фиг. 2д, е) имеют резкое увеличение КСВН в диапазоне нижних частот волновода.

При этом размещение поглощающей поверхности поглотителя на плоской широкой стенке перехода (фиг. 2а, в, д) предпочтительно, поскольку ведет к уменьшению КСВН по сравнению с ее размещением на наклонной широкой стенке перехода.

Экспериментальные СВЧ-нагрузки с волноводным каналом [7.2×3.4], у которых в качестве поглотителя использовалась корундо-титанатная керамическая пластина КТ-30 высотой 2 мм, позволили получить КСВН менее 1.05.

СВЧ-нагрузка по сравнению с аналогами имеет лучшее согласование и упрощенное конструктивное исполнение при меньших размерах поглотителя.

Применяя поглотители, выполненные из других поглощающих материалов, и корректируя ширину s поглощающей поверхности поглотителя, можно использовать СВЧ-нагрузку в качестве эталонной измерительной согласованной волноводной нагрузки низкого, среднего и высокого уровней мощности.

Источники информации

1. Патент РФ №2329574, H01P 1/26, 2006 г.

2. Патент РФ №2438215, H01P 1/26, 2010 г.

1. СВЧ-нагрузка, содержащая металлический волновод, поглотитель, экран, отличающаяся тем, что волновод выполнен прямоугольным с высотой b узкой стенки и шириной а широкой стенки, в котором образован плавный переход длиной L переменной высоты, уменьшающейся до нуля, 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, при этом поглотитель помещен в экран, выполненный из меди, и закреплен в нем электропроводным клеем или пайкой.

2. СВЧ-нагрузка по п. 1, отличающаяся тем, что поглощающая поверхность поглотителя выполнена в виде прямоугольника, причем его ширина s находится в пределах 0.55а≤s≤0.65а.

3. СВЧ-нагрузка по п. 1, отличающаяся тем, что поглощающая поверхность поглотителя выполнена в виде равнобедренной трапеции, меньшее основание которой расположено в начале перехода, причем меньшее основание находится в пределах от 0.4а до 0.45а, а большее - от 0.95а до а.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

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

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

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к области радиосвязи. Технический результат изобретения заключается в повышении диапазона генерируемых колебаний, генерации высокочастотных сигналов на заданном количестве частот при произвольных комплексных сопротивлениях нагрузки, что позволяет формировать сложные сигналы и создавать устройства генерации с заданным количеством радиоканалов при любых заданных частотных характеристиках нагрузки. Способ генерации высокочастотных сигналов характеризуется тем, что нагрузку выполняют в виде первого двухполюсника с комплексным сопротивлением, в качестве цепи внешней обратной связи используют произвольный комплексный четырехполюсник, последовательно подключенный к цепи прямой передачи, цепь прямой передачи и цепь обратной связи как единый узел каскадно включают между введенным вторым двухполюсником с комплексным сопротивлением, имитирующим сопротивление источника сигнала генератора в режиме усиления, и нагрузкой. Условия возбуждения в виде баланса амплитуд и баланса фаз и условия согласования одновременно выполняют на заданном количестве частот за счет выбора значений сопротивлений второго двухполюсника, реализующего сопротивление z0n источника сигнала генератора в режиме усиления, выполняют в соответствии с математическими выражениями. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области радиосвязи и радиолокации. Технический результат изобретения заключается в обеспечении модуляции амплитуды и фазы высокочастотного сигнала при заданных зависимостях отношения модулей и разности фаз передаточной функции модулятора в двух состояниях управляемого нелинейного элемента, определяемых двумя уровнями управляющего низкочастотного сигнала. Способ амплитудно-фазовой модуляции высокочастотного сигнала характеризуется тем, что высокочастотный сигнал подают на модулятор, выполненный из четырехполюсника, управляемого двухэлектродного нелинейного элемента, источника управляющего низкочастотного сигнала и нагрузки, амплитуду и фазу высокочастотного сигнала изменяют путем изменения амплитуды управляющего низкочастотного сигнала на нелинейном элементе, при этом заданные зависимости отношения модулей и разности фаз передаточной функции модулятора и заданные зависимости модуля и фазы передаточной функции модулятора от амплитуды управляющего низкочастотного сигнала обеспечивают за счет выбора зависимости элемента матрицы сопротивлений комплексного четырехполюсника от частоты с помощью заданных математических выражений. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение предназначено для использования в селективных трактах радиоаппаратуры различного назначения. Фильтр содержит диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесены полосковые проводники, закороченные с одного конца, и на вторую сторону также нанесены полосковые проводники, закороченные с одного конца. Проводники, образующие каждый из резонаторов фильтра, расположены на разных поверхностях подложки и закорочены противоположными концами. Согласно изобретению ширина полосковых проводников, образующих резонаторы, хотя бы у одного из них отличается не менее чем в 1.1 раза от ширины полосковых проводников других резонаторов. Изобретение обеспечивает расширение высокочастотной полосы заграждения при сохранении высокой технологичности конструкции. 3 ил.

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 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, αarctg, где α - угол наклона перехода. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх