Соосный волноводно-микрополосковый переход

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - упрощение конструкции и настройки и уменьшение электромагнитных потерь. Переход содержит отрезок прямоугольного волновода (ОПВ) 1, на одном конце которого размещен короткозамыкатель 2, отрезок микрополосковой линии (ОМЛ)З, конец токонесущего проводника которой введен в ОПВ 1 через отверстие в короткозамыкателе 2, трансформирующий элемент, установленный большим основанием на одной из широких стенок ОПВ 1, меньшее основание трансформирующего элемента соединено с токонесущим проводником ОМЛ 3, при этом трансформирующий элемент выполнен в виде усеченного конуса , а элемент настройки - в виде металлического поршня, расположенного с возможностью продольного перемещения в отверстии, выполненном в широкой стенке ОПВ 1 соосно с усеченным конусом, причем диаметры О поршня и большего основания конуса, диаметр d меньшего основания конуса и расстояние I от короткозамыкателя 2 до оси конуса выбраны из соотношений: D AB/2; d W; I D/2, где Ав - средняя длина волны в ОПВ 1; W - ширина токонесущего проводника ОМЛ 3. Соосное расположение трансформирующего элемента и поршня, имеющего возможность перемещения, и указанное соотношение их радиусов позволяют упростить настройку и снизить потери. 2 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

-РЕСПУБЛИК (я)5 Н 01 Р 5/103

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4651825/09 (22) 27.11,89 (46) 29.02,92. Бюл. М 8 (71) Опытное конструкторское бюро при Москбвском заводе "Эра" (72) Ю.А.К рса ов, А.Н Соколов, В.С.Rec H и Н.П.Кравчук (53) 621.372.833(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hL 113311,,77552277, кл. Н 01 P 5/103, 1986.

Маслихин В.А., Храйко А-,М, Комплект широкополосных волноводно-микрополосковых переходов. — Сер. ЭЛектроника СВЧ, вып.3(339),,1982, с.35 — 37. (54) СООСНЫЙ ВОЛНОВОДНО-МИКРОПО-

ЛОСКОВЫЙ ПЕРЕХОД (57) Изобретение относится к радиотехнике.

Цель изобретения — упрощение конструкции и настройки и уменьшение электромагнитных потерь. Переход содержит отрезок прямоугольного волновода (ОПВ) 1, на одном конце которого размещен короткозамыкатель 2, отрезок микрополосковой линии (ОМЛ) 3, конец токонесущего проводника которой введен в ОПВ 1 через отвер! Ы 1716582 А1 стив в короткозамыкателе 2, трансформирующий элемент, установленный большим основанием на одной из широких стенок ОПВ

1, меньшее основание трансформцрующего элемента соединено с токонесущим проводником ОМЛ 3, при этом трансформирующий элемент выполнен в виде усеченного конуса, а элемент настройки — в виде металлического поршня, расположенного с возможностью продольного перемещения в отверстии, выполненном в широкой стенке

ОПВ 1 соосно с усеченным конусом, причем диаметры 0 поршня и большего основания конуса, диаметр d меньшего основания конуса и расстояние I от короткозамыкателя 2 до оси конуса выбраны из соотношений: D =

=А,/2; d = W;! = D/2, где 4 — средняя длина волны в ОПВ 1; W — ширина токонесущего проводника ОМЛ 3. Соосное расположение .трансформирующего элемента и поршня, имеющего возможность перемещения, и указанное соотношение их радиусов позволя ют уп ростить настройку и снизить потери.

2 ил.

1716582

20

50

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в качестве соединительного устройства между приборами

СВЧ; выполненными на разнотипных линиях передачи.

Известен соосный волноводно-микрополосковый переход, содержащий отрезок волновода, вдоль которого расположена диэлектрическая пластина, Противоположные поверхности. пластины частично металлизированы, причем металлизация с одной поверхности пластины переходит в экранную плоскость микрополосковой линии, а с противоположной — в токонесущий проводник микрополосковой линии. 1

Недостатками указанного волноводномикрополоскового перехода являются сложность конструктивного исполнения и сравнительно высокий уровень электромагнитных потерь.

Наиболее близким к предлагаемому является соосный волноводно-микрополосковый переход, содержащий отрезок прямоугольного волновода, на одном конце которого размещен короткозамыкатель, отрезок микрополосковой линии, конец токонесущего проводника которой введен в отрезок прямоугольного волновода через отверстие в короткозамыкателе и соединен с меньшим основанием трансформирующего элемента, установленного большим основанием на одной из широких стенок прямоугольного волновода, и элемент настройки, Однако известное устройство характеризуется сложностью конструкции и настройки, а также высоким уровнем электромагнитных потерь.

Цель изобретения — упрощение конструкции и настройки, а также снижение электромагнитных потерь.

Поставленная цель достигается тем, что в соосном вол новодно-микрополосковом переходе, содержащем отрезок прямоугольного волновода, на одном конце которого размещен короткозамыкатель, отрезок микрополосковой линии, конец токонесущего проводника которой введен в отрезок прямоугольного волновода через отверстие в короткозамыкателе и соединен с меньшим основанием трансформирующего элемента, установленного большим основанием на одной из широких стенок прямоугольного волновода, и элемент настройки.трансформирующий элемент выполнен в виде усеченного конуса, а элемент настройки — в виде металлического поршня, расположенного с возможностью продольного перемещения в отверстии, выполненном в другой широкой стенке отрезка прямоугольного волновода и соосно с усеченным конусом, причем диаметры 0 металлического поршня и большого основания усеченного конуса, диаметр d меньшего основания усеченного конуса и расстояние! от короткозамыкателя до оси усеченного конуса выбран из соотношений:

0 = 4/2; d = W; = D/2, где !е — средняя рабочая длина волны в отрезке прямоугольного волновода;

Nl — ширина токонесущего проводника отрезка микрополосковой линии.

Упрощение конструкции и настройки перехода связано с изменением конструкции и формы трансформирующего элемента, т.е. за счет выполнения трансформирующего элемента в виде усеченного конуса, а элемента настройки — в виде металлического поршня, расположенного с возможностью продольного перемещения в отверстии, выполненном в другой стенке отрезка прямоугольного волновода и соосно с усеченным конусом. Уменьшение электромагнитных потерь обусловлено согласованием структуры СВЧ-поля в микрополосовой линии и в трансформирующем элементе за счет размещения конической поверхности трансформирующего элемента над торцом металлического поршня, расположенного соосно с конусом, сильной электромагнитной связью трансформирующего элемента с микрополосковой линией за счет гальванической связи между малым основанием конуса и токонесущим проводником микрополосковой линии, а также обеспечением высокого коэффициента трансформации и слабой его дисперсии при согласовании импеданса отрезка волновода с импедансом микрополосковой линии за счет соосного расположения металлического поршня и конуса и возможности перемещения поршня вдоль своей оси.

При величине зазора между торцом металлического поршня и меньшим основанием конуса, не соответствующей условию обеспечения последовательного резонанса, происходит увеличение электромагнитных потерь из-за слабой связи отрезка волновода с микрополосковой линией и преобразования значительной части энергии волноводного типа волны Н<р в высшие типы волн. При невыполнении следующих соотношений: D = i /2; d = W; = D/2, происходит увеличение электромагнитных потерь из-за рассогласования волноводной и микрополосковой линий передачи.

При D Яв/2 и! Ф О/2 рассогласование обусловлено расфазировкой волн, отра1716582

15

Элемент настройки выполнен в виде метал- 25

35

45 женных от трансформирующего элемента на величину, не равную 180О, При d Ф И/ рассогласование связано с наличием в трансформирующем элементе паразитных реактивностей.

При отсутствии гальванического контакта между большим основанием конуса и широкой стенкой волновода происходит увеличение электромагнитных потерь из-за уменьшения связи отрезка волновода с микрополосковой линией.

На фиг.1 представлен соосный волноводно-микрополосковый переход; на фиг,2 — сечение А-А на фиг.1, Соосный волноводно-микрополосковый переход содержит отрезок прямоугольного волновода 1, короткозамыкатель 2 и отрезок микрополосковой линии 3 с токонесущим проводником 4 и диэлектрической подложкой 5. Конец токонесущего провод-. ника 4 введен в волновод через отверстие 6 в короткозамыкателе 2 и соединен с меньшим основанием трансформирующего элемента 7, выполненного в виде конуса. лического поршня 8, Большее основание конуса установлено на одной из широких стенок волновода 1, Металлический поршень 8 расположен соосно с усеченным конусом 7 и имеет возможность перемещения вдоль своей оси, Соосный волноводно-микрополосковый переход работает следующим образом, При возбуждении отрезка волновода 1 энергия электромагнитной волны волноводного типа Нщ из-за последовательного резонанса в контуре, образованном металлическим конусом 7 и зазором Z между конусом 7 и поршнем 8; активно концентрируется в указанном зазоре.

Гальваническая связь конца токонесущего проводника 4 и микрополосковой линии 3 с малым основанием конуса 7, а также близость металлического поршня 8 и конуса 7 к микрополосковой линии 3 позволяют обеспечить сильную электромагнитную связь QTрезка волновода с микрополосковой линией

3. Адекватность структуры полей в последовательном контуре и рабочего типа волны (квазиТЕМ) в микрополосковой линии 3 позволяет преобразовать волну Ню в квазиТЕМ-волну с высоким коэффициентом передачи. Таким образом, локальное соосное расположение металлического конуса 7 и металлического поршня 8, имеющего возможность перемещения, упрощает конст50

55 рукцию и настройку СВЧ-перехода, а согласование структуры СВЧ-поля в контуре с полем в микрополосковой линии обуславливает уменьшение электромагнитных потерь преобразования волны типа Нщ в квазиТЕМ-волну.

Пример. Изготовлен соосный волноводно-микрополосковый переход, собранный на волноводе сечением 7,2х3,4 мм и микрополосковой линии на поликоровой подложке. Размеры конуса: D = 4,9 мм; d =

=0,25мм; h= 3,1 мм; Z=0,12мм; W=

=0,25 мм; I = 2,45 мм. Уровень электромагнитных потерь такого перехода в полосе частот 6 Гц не более 0,3 дБ.

Предлагаемый переход по сравнению с известным обеспечивает снижение уровня электромагнитных потерь на 0,2-0,3 дБ, упрощение конструкции и настройки, а также уменьшение габаритов на А /4, Фоамчла изобретения

Соосный волноводно-микрополосковый переход, содержащий отрезок прямоугольного волновода, на одном конце которого размещен короткозамыкатель, отрезок микрополосковой линии, конец токонесущего проводника которой введен в отрезок прямоугольного волновода через отверстие в короткозамыкателе и соединен с меньшим основанием трансформирующего элемента, установленного большим основанием на одной из широких стенок отрезка прямоугольного волновода, и элемент настройки, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции и настройки и уменьшения электромагнитных потерь, трансформирующий элемент выполнен в виде усеченного конуса, а элемент настройки — в виде металлического поршня, расположенного с возможностью продольного перемещения в отверстии, выполненном в другой широкой стенке отрезка прямоугольного волновода и соосно с усеченным конусом, причем диаметры D металлического поршня и большего основания усеченного конуса, диаметр d меньшего основания усеченного конуса и расстояние l от короткозамыкателя до оси усеченного конуса выбраны из соотношений:

0= ih/2; d=W;! =D/2, где ) — средняя рабочая длина волны в отрезке прямоугольного волновода;

W — ширина токонесущего проводника отрезка микрополосковой линии, 1716582

40

Составитель Т. Голубева

Техред М.Моргентал Корректор Т. Малец

Редактор А. Огар

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 617 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5