Волноводная нагрузка
Сеев Севвтсннв Сещивянстнчвенив . Ржпубянк O ll M C A H N R ИЗОВРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1 ) Донолнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 11. 06.81 (21) 3300176/18-09 (5l jNL. Кл. Н 01 Р 1/26 с ярисоединениещ заявки ив (23) Приоритет фвудараеиай кееипвт ььЮР в делан взебретеивй в впрытв1 (53) УДК 621. 372. .855.4{088.8) Онубликоваио 30.12.82. бюллетень J5 48 Дата онубликования описания 04 .01.83 1 у,) Ю.С. Баушев, В.Е. Бычков, Н.И. Красинский,, и В.И. Крутиков r. . (72) Авторы: изобретения Р, 1 ». 1 (71} Заявитель (54) ВОЛНОВОДНАЯ НАГРУЗКА Изобретение относится к сверхвысокочастотной технике и может быть использовано в антенно-волноводных трактах мощных передающих устройств. Известны мощные волноводные нагрузки, содержащие короткозамкнутый отрезок волновода с установленной внутри него диэлектрической перегородкой, которая омывается с одной стороны погло.щающей жидкостью t. 13. Недостатками нагрузки такого типа являются, во-первых, трудность обеспечения равномерного омывания жидкостью всей поверхности диэлектрической перегородки, что приводит к появлению перегрева, вскипания и образования паровой пленки поглощающей жидкости на отдельных участках у поверхности перегородки, где выделяется подавляющая часть энергии поступающего сверхвысо" zo кочастотного сигнала, и, во-вторых, трудность в обеспечении герметичного крепления пластины к стенкам волновода по всему периметру. Известна также волноводная нагрузка, содержащая отрезок прямоугольного волновода с короткозамыкающей стенной, внутри которого размещены диэлектрические трубки, установленные парал лельно вектору электрического поля по двум прямым, пересекающимся в направлении короткоэамыкающей стенки, и заполненные поглощающей жидкостью (2 ). Недостатком этой нагрузки является то, что при средней мощности поступающего сигнала порядка сотен киловатт возникает электрический пробой входящего в нее отрезка одноволновбго вол" новода стандартного сечения с неодно- родностями в виде диэлектрических трубок с поглрщающей жидкостью. Это ограничивает возможность- увеличения мощности радиопередающих устройств, особенно на высоких частотах, где поперечное сечение одноволновых волноводов уменьшается настолько, что внутри них уже невозможно разместить диэлектрические трубки достаточно больволны> концы диэлектрических трубок 3 выведены в смесительные отсеки 4, дополнительно размещенные на внешней поверхности боковых стенок 5 отрезка прямоугольного волновода 1 ° Смесительные отсеки 4 снабжены патрубком 6. Волноводная нагрузка работает следующим образом. Поглощающая жидкость поступает через патрубок 6 в смесительный отсек 4, размещенный на одной из боковых стенок 5, распределяется по диэлектрическим трубкам 3 и поступает во внутренний объем волновода 1, где происходит поглощение энергии. Далее жидкость поступает в отсек 4 на другой боковой. стенке, где жидкость из этих диэлект" рических трубок 3 переМешивается, а температура жидкости усредняется. В этом же отсеке 4 жидкость изменяет направление движения и вновь поступагде опять происходит поглощение энергии. Таким образом, жидкость, многократно меняя направление, проходит по всем диэлектрическим трубкам 3 теплообменника и поглощает сверхвысокочастотную энергию по всемУ объему волновода. Для обеспечения пропускания через диэлектрические трубки 3 большого объема жидкости без излучения энергии через отверстия в стенках волновода диаметр диэлектрических трубок 3 выбираются равным половине длины волны. Предлагаемая нагрузка позволяет поглотить во много раз большую мощность, чем нагрузка известной конструкции, во-первых, потому что она выполнена на многоволновом прямоугольном волноводе увеличенного сечения, электрическая прочность которого на два порядка выше электрической прочности одноволнового стандартного волновода с размерами стенок мейьше одной длины волны, во-вторых, потому что в ней применено многорядное расположение трубок, обеспечивающее большее поглощение энергии на единицу длины нагрузки, чем при расположении трубок в известной нагрузке, и: в-третьих, потому что в ней осуществлена многоходовая трубная система, в которой благодаря промежуточным смесительным отсекам происходит перемешивание более горячей жидкости первых диэлектрических трубок с более холодной жидкостью задних .диэлектрических трубок, усред" няющее -рабочую температуру поглощаю- 3 985856 4 шого диаметра, способные обеспечить необходимый расход жидкости для пог-: ложения большого уровня мощности. К недостаткам известной нагрузки отно" сится также то, что любое расположение трубок только в один ряд при огра ниченной длине нагрузки не дает воз можности обеспечить полное поглощение, очень большой Мощности (сотни киловатт), что приводит к перегреву зако- 1 роченного конца отрезка волновода и ухудшению согласования нагрузки. Цель изобретения - увеличение поглощаемой мощности и улучшение согласования. Для этого в волноводной нагрузке, содержащей отрезок прямоугольного волновода с короткозамыкающей стенкой, внутри которого размещены диэлектрические трубки, установленные параллельно вектору электрического поля по двум прямым, пересекающимся в направ- er во внутренний объем волновода 1, ленин короткозамыкающей стенки, и заполненные поглощающей жидкостью, стороны прямоугольного волновода состав" ляют 8-12 длин волны, дополнительно введены диэлектрические трубки, расположенные в шахматном порядке между указанными диэлектрическими трубками и короткозамыкающей стенкой, при этом диаметр каждой диэлектрической труб" ки равен половине длины волны, а концы диэлектрических трубок выведены в смесительные отсеки, дополнительно размещенные на внешней поверхности боковых стенок отрезка прямоугольно- 33 го волновода. На фиг. 1 представлена предлагаемая нагрузка, общий вид; íà Фиг. 2вид по стрелке А на фиг. 1 без смесительного отсека; на фиг. 3 - схема 4в движения поглощающей жидкости. Иощная волноводная нагрузка содержит отрезок прямоугольного волновода с короткозамыкающей стенкой 2., внутри которого размещены диэлектричес4ф кие трубки 3, установленные параллельно вектору электрического гюля по двум прямым, пересекающимся в наорав- > лении короткозамыкающей стенки 2, и заполненные поглощающей жидкостью. Стороны прямоугольного волноводв" составляют 8-12 длин волны и в него дополнительно введены диэлектрические трубки 3, расположенные в аахматком порядке между указанными диэлектричес-зз кими трубками 3 и короткозамыкающей стенкой 2. Диаметр каждой диэлектри ческой трубки 3 равен половине длины S : 9858 щей жидкости, что позволяет избежать в ней кризисных явлений (перегрева, вскипания, образования паровой пленки), характерных для однорядной волноводной нагрузки при больших уровнях S мощности. Предлагаемая нагрузка, кроме того, обладает более полным поглощением мощности по всему объему отрезка волновода, что способствует уменьшению отражения от короткозамыкающеи о стенки и, в конечном итоге, улучшению КСВ в широком диапазоне частот. Испытан образец предлагаемой конструкции в диапазоне 5-6 ГГц, выпол- . ненный на волноводе увеличенного сече4з ния (509(5ОО мм) с длиной клина 300 мм. В качестве поглощающей жидкости использовалась дистиллированная вода, которая циркулировала по фторопластовым трубкам с внутренним диаметром 20 25 мм. Все Фторопластовые трубки были разделены на 5 секций по 10 фторопластовых трубок в каждой секции. При давлении жидкости 0,15 ИПа расход составил более 400 л/мин. Измерения по->> казали, что в среднем каждый ряд фторопластовых трубок ослаблял сигнал на 4 дб, при этом нагрузка работала беэ neperpeea, искрений или пробоев при мощности 500 кВт, а разность тем-Зв ператур жидкости между выходом и входом каждой трубки в стационарном режиме работы нагрузки не превышала 56 6 17шС. В диапазоне частот 5э0-6 0 ""ц КСВ нагрузки не превышал I 15. Формула иэббретения Волноводная нагрузка, содержащая отрезок прямоугольного волновода с . короткозамыкающей стенкой, внутрй которого размещены диэлектрические труб- ки,. установленные параллельно вектору электрического поля по двум прямым, пересекающимся в направлении короткозамыкающей стенки, и заполненные поглощающей жидкостью, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения поглощаемой мощности и улучшения согласования, стороны прямоугольного волновода составляют 8-12 длин волны и дополнительно введены диэлектрические трубки, расположенные в шахматком порядке между указанными диэлектрическими трубками и короткозамыкающей стенкой, при этом диаметр каждой диэлектрической трубки равен половине .длины волны, а концы диэлектрических трубок выведены в смесительные отсекй, дополнительно размещенные на внешней поверхности боковых стенок отрезка прямоугольного волновода. Источники информацки> принятые во внимание при экспертизе 1. Патент СЦ1А 11 3445789, кл. 333-22, 1969 2. Патент CINA и 2669696, кл. 333-22, 1954 (прототип). 985856 Фиа,2 былого жидковы Вход )йидкосma Фаз.Ю Составитель Д. Разинов Редактор А. 6орович Техред С.Мигунова Корректор О. Билак Заказ 10174/72 Тираж 630 Подписное 8ИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, N-35, Раушская наб.. д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
