Волноводная нагрузка

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано как оконечная нагрузка в волноводных трактах с высоким уровнем мощности. Волноводная нагрузка содержит прямоугольный волновод и поглотитель. Ортогонально прямоугольному волноводу дополнительно введен отрезок прямоугольного волновода с короткозамкнутыми выходами, узкие стенки которого параллельны узким стенкам прямоугольного волновода, при этом первая широкая стенка отрезка прямоугольного волновода соединена с выходом прямоугольного волновода с помощью элемента согласования, выполненного в виде перехода переменной высоты, а вторая широкая стенка отрезка прямоугольного волновода совмещена с поглощающей поверхностью поглотителя. Техническим результатом заявляемой волноводной нагрузки является повышение технологичности изготовления за счет упрощения конструкции и уменьшение трудоемкости. 7 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.

Известна СВЧ-нагрузка, содержащая объемный поглотитель, плоская поверхность которого совмещена с плоской поверхностью кососрезанного волновода, причем размеры плоской поверхности поглотителя превышают размеры плоской поверхности кососрезанного волновода [Патент RU 2438215, Н01Р 1/26, заявл. 2010 г., опубл. 2011 г.].

Недостатками приводимого технического решения являются:

- конструктивно-технологическая сложность реализации СВЧ-нагрузки, связанная с дополнительными технологическими операциями в цикле изготовления (электроэрозия, пайка);

- необходимость применения специальной технологической оснастки для позиционирования кососрезанного металлического волновода на разных операциях изготовления (фрезеровка, сборка);

- высокая стоимость, связанная с высокой трудоемкостью изготовления СВЧ-нагрузки;

- малая пригодность для крупносерийного производства.

Наиболее близкой к заявленному техническому решению является волноводная нагрузка, в которой поглотитель клинообразной формы установлен в прямоугольный волновод с охлаждающими ребрами [И.П. Бушминский - Изготовление элементов конструкций СВЧ. Волноводы и волноводные устройства. - М.: Высшая школа, 1974 г., с. 177, рис. 3.4]. Недостатками прототипа являются:

- повышенное переходное тепловое сопротивление волноводной нагрузки, связанное с неизбежными зазорами между поглотителем и прямоугольным волноводом;

- высокая технологическая сложность изготовления при выполнении профиля поглотителя и прямоугольного волновода;

- высокая стоимость, связанная с высокой трудоемкостью изготовления волноводной нагрузки;

- малая пригодность для крупносерийного производства.

Перед авторами стояла задача создания волноводной нагрузки, лишенной данных недостатков.

Техническим результатом заявляемой волноводной нагрузки является повышение технологичности изготовления за счет упрощения конструкции и уменьшение трудоемкости.

Технический результат достигается за счет того, что в волноводную нагрузку, содержащую прямоугольный волновод и поглотитель, ортогонально прямоугольному волноводу дополнительно введен отрезок прямоугольного волновода с короткозамкнутыми выходами, узкие стенки которого параллельны узким стенкам прямоугольного волновода, при этом первая широкая стенка отрезка прямоугольного волновода соединена с выходом прямоугольного волновода с помощью элемента согласования, выполненного в виде перехода переменной высоты, а вторая широкая стенка отрезка прямоугольного волновода совмещена с поглощающей поверхностью поглотителя.

Элемент согласования может быть выполнен в виде ступенчатого или плавного перехода.

Поглотитель может быть выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда.

Поглотитель помещен в экран, электрически связанный с отрезком прямоугольного волновода.

Экран может быть выполнен в виде радиатора или фланца.

Волноводная нагрузка может быть выполнена в виде набора плит с углублениями и отверстиями, образующих при объединении прямоугольный волновод, отрезок прямоугольного волновода, элемент согласования и экран.

Заявляемая волноводная нагрузка обладает совокупностью существующих признаков, не известных из уровня техники для изделий подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "новизна" для изобретения.

Заявляемая волноводная нагрузка, 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 решения поясняется с помощью чертежей, где:

- на фиг. 1 приведен общий вид волноводной нагрузки с применением элемента согласования в виде плавного перехода (разрез вдоль продольной оси, параллельный узким стенкам прямоугольного волновода);

- на фиг. 2 приведена конструкция волноводной нагрузки с применением элемента согласования в виде ступенчатого перехода и экрана в виде фланца (разрез вдоль продольной оси, параллельный узким стенкам прямоугольного волновода, аксонометрия);

- на фиг. 3 приведена конструкция волноводной нагрузки с применением элемента согласования в виде ступенчатого перехода и экрана в виде радиатора (разрез вдоль продольной оси, параллельный узким стенкам прямоугольного волновода, аксонометрия).

Волноводная нагрузка состоит из отрезка прямоугольного волновода 1 с короткозамкнутыми выходами, первая широкая стенка которого соединена с прямоугольным волноводом 2 с помощью элемента согласования 3, выполненного в виде перехода переменной высоты (например, в виде ступенчатого или плавного перехода), вторая широкая стенка отрезка прямоугольного волновода 1 совмещена с поглощающей поверхностью поглотителя 4, узкие стенки отрезка прямоугольного волновода 1 параллельны узким стенкам прямоугольного волновода 2.

Устройство работает следующим образом:

Электромагнитная волна, поступающая на вход прямоугольного волновода 2, проходит через элемент согласования 3, выполненный в виде перехода переменной высоты (например, в виде ступенчатого или плавного перехода), и далее поступает в отрезок прямоугольного волновода 1, в котором при взаимодействии с поглотителем 4 затухает, преобразуясь в тепловую энергию. Согласование волноводной нагрузки по КСВН обеспечивается за счет выбора оптимальных размеров элемента согласования 3. Параметры поглотителя 4 и толщины стенок отрезка прямоугольного волновода 1 выбираются из условия превышения потерь на поглощение в нагрузке по сравнению с потерями на излучение. При необходимости обеспечения меньшего уровня излучения без увеличения размеров нагрузки поглотитель 4 помещается в экран 5, выполненный в виде радиатора или фланца, электрически связанный с отрезком прямоугольного волновода 1. Для упрощения конструкции поглотитель 4 может иметь форму прямоугольного параллелепипеда.

Технический результат заявляемой волноводной нагрузки - повышение технологичности изготовления за счет упрощения конструкции и уменьшение трудоемкости - достигается за счет того, что при ее изготовлении используются детали, которые возможно изготовить на станках с ЧПУ за малое количество операций. Это позволяет исключить использование дополнительных специализированных технологических операций и требуемой для них технологической оснастки, максимально уменьшить использование ручного труда, что в комплексе уменьшает трудоемкость изготовления, стоимость и обеспечивает серийную пригодность. При этом конструкция волноводной нагрузки из-за отсутствия зазоров между отрезком прямоугольного волновода и поглотителем имеет низкое переходное тепловое сопротивление.

Для подтверждения правильности выбранного технического решения на предприятии был изготовлен ряд образцов волноводных нагрузок Ka-диапазона, у которых в качестве поглотителя использовалась керамическая пластина из нитрида алюминия с введенным в него мелкодисперсным порошком железа, у которых КСВН не превышает значения 1,10, долговременно рассеиваемая мощность 350 Вт, а импульсная мощность 10 кВт.

На основании произведенных испытаний можно сделать вывод, что волноводная нагрузка по своим электрическим характеристикам не уступает аналогам, но при этом имеет преимущество в конструктивно-технологическом исполнении, что подтверждает соответствие заявляемого решения критерию «промышленная применимость» для изобретения.

1. Волноводная нагрузка, содержащая прямоугольный волновод и поглотитель, отличающаяся тем, что ортогонально прямоугольному волноводу дополнительно введен отрезок прямоугольного волновода с короткозамкнутыми выходами, узкие стенки которого параллельны узким стенкам прямоугольного волновода, при этом первая широкая стенка отрезка прямоугольного волновода соединена с выходом прямоугольного волновода с помощью элемента согласования, выполненного в виде перехода переменной высоты, а вторая широкая стенка отрезка прямоугольного волновода совмещена с поглощающей поверхностью поглотителя.

2. Волноводная нагрузка по п. 1, отличающаяся тем, что элемент согласования выполнен в виде ступенчатого перехода.

3. Волноводная нагрузка по п. 1, отличающаяся тем, что элемент согласования выполнен в виде плавного перехода.

4. Волноводная нагрузка по п. 1, отличающаяся тем, что поглотитель выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда.

5. Волноводная нагрузка по п. 1, отличающаяся тем, что поглотитель помещен в экран, электрически связанный с отрезком прямоугольного волновода.

6. Волноводная нагрузка по п. 5, отличающаяся тем, что экран выполнен в виде радиатора.

7. Волноводная нагрузка по п. 5, отличающаяся тем, что экран выполнен в виде фланца.

8. Волноводная нагрузка по пп. 1, 5, отличающаяся тем, что она выполнена в виде набора плит с углублениями и отверстиями, образующих при объединении прямоугольный волновод, отрезок прямоугольного волновода, элемент согласования и экран.



 

Похожие патенты:

Использование: для создания СВЧ фильтров. Сущность изобретения заключается в том, что СВЧ фильтр на основе интегрированного в подложку волновода, образованный цепочкой связанных резонаторов, конструкция которого состоит из следующих составных частей: металлического основания, подложки на основе высокоомного монокристаллического кремния с двусторонней металлизацией плоскостей, в которой выполнены сквозные металлизированные отверстия, электрически объединяющие металлизацию и задающие зоны объемных резонаторов фильтра, интегрированного в подложку волновода, сформированного подложкой высокоомного кремния, двусторонней металлизации, входной и выходной линий передачи, характеризуется тем, что сквозные металлизированные отверстия по внешним сторонам фильтра образуют двумерную структуру, параметры которой выбираются из определенных условий.

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ) и предназначено для изменения фазы электромагнитной волны в широкополосных устройствах СВЧ. СВЧ фазовращатель на микрополосковых линиях передачи дециметрового диапазона длин волн содержит pin-диодные петлевые разряды 22,5°, 45° со связью в петле, pin-диодный разряд 90°, pin-диодный разряд 180° на встречно-штыревом направленном микрополосковом ответвителе и конденсатор.

Использование: для создания полосовых фильтров. Сущность изобретения заключается в том, что полосковый полосно-пропускающий фильтр содержит две параллельные диэлектрические подложки, подвешенные между экранами корпуса 2, на обе поверхности которых нанесены полосковые металлические проводники, электромагнитно связанные между собой, полосковые проводники, расположенные на второй подложке, ортогональны полосковым проводникам, расположенным на первой подложке, дополнительные прямоугольные полосковые проводники.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в антенно-фидерных трактах многоканальных систем диапазона СВЧ, в частности при построении полноповоротных антенных постов с механическим сканированием диаграммы направленности.

Изобретение относится к СВЧ, в частности к диплексерам. СВЧ-диплексер содержит фильтр нижних частот и фильтр верхних частот второго порядка, входы которых соединены вместе.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к фазовращателям. СВЧ-фазовращатель на микрополосковых линиях передачи дециметрового диапазона длин волн содержит два совмещенных pin-диодных разряда 11,25° и 5,625° на нагруженной линии, в каждом по два pin-диода.

Изобретение относится к радиотехнической промышленности и может быть использовано в волноводной СВЧ-технике. Волноводный уголок состоит из входного и выходного волноводов, расположенных под прямым углом один относительно другого.

Изобретение относится к радиотехнике, более конкретно к оптически-управляемому переключателю миллиметрового диапазона на основе фотопроводящих элементов, реализованного в печатной плате.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к фильтрам. Резонаторный полосовой СВЧ-фильтр содержит внешние сферы, внутренние элементы, индуктивный штырь, цилиндрические соединительные штыри и элементы связи в виде коаксиальных линий, два резонатора, металлические вставки и элементы связи.

Изобретение относится к технике СВЧ. Фильтр содержит подложку с относительной диэлектрической проницаемостью и толщиной, с одной стороны которой выполнен металлический экран, на противоположной стороне подложки расположен свернутый в форме меандра нерегулярный полосковый проводник, широкие и узкие отрезки которого, являющиеся микрополосковыми резонаторами, соединены друг с другом каскадно, образуя пять параллельных рядов, причем в смежных рядах широкие отрезки расположены напротив узких.

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано как оконечная нагрузка в волноводных трактах с высоким уровнем мощности. Волноводная нагрузка содержит прямоугольный волновод и поглотитель. Ортогонально прямоугольному волноводу дополнительно введен отрезок прямоугольного волновода с короткозамкнутыми выходами, узкие стенки которого параллельны узким стенкам прямоугольного волновода, при этом первая широкая стенка отрезка прямоугольного волновода соединена с выходом прямоугольного волновода с помощью элемента согласования, выполненного в виде перехода переменной высоты, а вторая широкая стенка отрезка прямоугольного волновода совмещена с поглощающей поверхностью поглотителя. Техническим результатом заявляемой волноводной нагрузки является повышение технологичности изготовления за счет упрощения конструкции и уменьшение трудоемкости. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх