Коаксиально-волноводный переход
Трансформация входного сопротивления Коаксиальный переход Прямоугольный волновод
Полезная модель относится к СВЧ-технике и применяется в качестве согласованного перехода между прямоугольным волноводом, заполненным диэлектриком, и коаксиальной линией. Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в снижении уровня КСВН перехода в диапазоне частот 7,6-11 ГГц, в упрощении технологии его сборки и настройки. Технический результат достигается тем, что коаксиально-волноводный переход, содержащий отрезок прямоугольного волновода, закороченный неподвижной торцевой стенкой, с отверстием в широкой стенке корпуса перехода, в котором размещен соединитель коаксиальный, центральный проводник которого является возбуждающим элементом перехода. Корпус отрезка волновода полностью заполнен твердым диэлектриком, соединитель коаксиальный выполнен в виде радиочастотного соединителя, диаметр d центрального проводника которого равен 0,05λ и выполнен с возможностью его перемещения в отверстии диаметром 1,1d диэлектрика на 0,75 длины проводника, отверстие в широкой стенке корпуса резьбовое, в стенке корпуса перехода выполнена волноводная секция, а в радиочастотном соединителе выполнена коаксиальная секция трансформации входного волнового сопротивления, диаметр каждой секции равен 2,3d, а суммарная длина секций равна 0,1λ, где λ - длина волны в диэлектрике при наименьшей частоте рабочего диапазона.
Полезная модель относится к электронной технике, а именно к сверхвысоких частот (СВЧ) технике, и предназначена в качестве согласованного перехода между прямоугольным волноводом, заполненным диэлектриком, и коаксиальной линией.
Известен «Коаксиально-волноводный переход» (RU 139087 U1, МПК Н01Р 3/06, опубликованный 10.04.2014 г.), содержащий волновод прямоугольного сечения, в корпусе которого имеется сквозное отверстие, закрытое с одной стороны впаянной или вклеенной металлической пластиной, и возбуждающий элемент, выполненный в виде стержня коаксиального соединителя. Волновод имеет резьбовые отверстия на широкой стенке для настроечных винтов с обеих сторон от коаксиального соединителя.
Недостатком конструкции перехода, имеющего воздушный волновод, является необходимость дополнительной настройки с помощью регулировочных винтов.
Известен «Коаксиально-волноводный переход» (RU 189258 U1, СПК Н01Р 5/103, опубликованный 17.05.2019 Бюл. No14).
Коаксиально-волноводный переход содержит отрезок волновода с закороченной торцевой стенкой, возбуждающий элемент в виде металлического стержня и окружающей его диэлектрической втулки, выполненной, например, из фторопласта. Цилиндрический корпус отрезка волновода имеет наружную резьбу, ступенчатое отверстие переменного диаметра, коаксиальный соединитель, металлический штырь, в паз в которого вставлен возбуждающий элемент, гайку с кольцевой проточкой для установки в нее уплотнительного кольца 11, выполненного, например, из резины, накидную гайку, фиксирующая положение штыря.
Предлагаемая конструкция коаксиально-волноводного перехода позволяет решить задачу его герметизации с обеспечением механической прочности для работы в волноводных трактах повышенной мощности с принудительным наддувом воздухом и при значительных вибрационных нагрузках. Однако предложенная конструкция применима для волновода, лишь частично заполненного твердым диэлектриком, выполненным в виде втулки, внутри которой расположен металлический стержень. Конструкция не позволяет расширить рабочий диапазон частот.
Известен «Коаксиально-волноводный переход» (RU 2517678 С1, МПК Н01Р 5/00,
опубликованный 27.05.2014 г. Бюл. No15). Коаксиально-волноводный переход содержит отрезок регулярного волновода, закороченного торцевой стенкой и расположенный перпендикулярно ей отрезок коаксиальной линии. Согласующий элемент выполнен в виде нескольких конструктивно объединенных прямоугольных параллелепипедов. В стенке согласующего элемента выполнено отверстие связи, в котором соосно установлен элемент связи, объединяющий согласующий элемент с центральным проводником отрезка коаксиальной линии. В отверстии связи установлена диэлектрическая втулка, которая обеспечивает увеличение электрической и механической прочности коаксиально-волноводного перехода.
Коаксиально-волноводный переход с соосным расположением волновода и коаксиальной линии применим для волновода лишь с частичным заполнением твердым диэлектриком.
Известен «Миниатюрный коаксиально-волноводный переход» (RU 2464676 С1, МПК Н01Р 5/00, опубликованный 20.10.2020).
Центральный проводник коаксиальной линии, которая входит в состав перехода, содержит один трансформирующий отрезок, диаметр которого больше, чем диаметр остальной части центрального проводника. В конструкции волноводной части имеется выступ на широкой стенке, который расположен напротив возбуждающего элемента. Также имеется диэлектрический выступ, который вставлен в выборку металлической цилиндрической втулки и упирается в металлический выступ.
Недостатком этого коаксиально-волноводного перехода является высокая техническая сложность его изготовления.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является коаксиально- волноводный переход (RU 2690197 С1, МПК Н01Р 5/103, опубликованный 31.05.2019. Бюл. No16).
Коаксиально-волноводный переход содержит отрезок прямоугольного волновода, закороченный неподвижной торцевой стенкой, и коаксиальный разъем, выполненный в виде отрезка коаксиальной линии, подключенный через широкую стенку отрезка прямоугольного волновода, с помощью элемента связи, являющегося продолжением центрального проводника, при этом центральный проводник разъема коаксиального выполнен с переменным диаметром, увеличенным в центральной части, и зафиксирован между двумя симметрично расположенными относительно друг друга диэлектрическими втулками переменного диаметра, которые, в свою очередь, стянуты корпусом разъема коаксиального. Диаметры центрального проводника и диэлектрических втулок подобраны таким образом, чтобы значение волнового сопротивления было неизменно по всей длине коаксиальной линии. Кроме того, перед элементом связи, с не закороченной стороны отрезка прямоугольного волновода, введены по крайней мере два проводящих элемента точной настройки с возможностью перемещения параллельно узкой стенке прямоугольного волновода, смещенные относительно друг друга в направлении продольной оси прямоугольного волновода, при этом каждый элемент точной настройки размещен на расстоянии D от плоскости продольного сечения волноводного канала, где D≤λв/4, λв - длина волны в волноводе. Также в центральной части неподвижной торцевой закорачивающей стенки расположен проводящий элемент с возможностью перемещения параллельно оси прямоугольного волновода, диаметр которого подобран таким образом, чтобы обеспечить грубую настройку согласования входа и выхода устройства в пределах рабочей полосы частот.
Недостатком этого коаксиально-волноводного перехода является принципиальная невозможность или высокая техническая сложность заполнения таких переходов диэлектриком и, как следствие, невозможность обеспечения технологичного и простого способа возбуждения электромагнитного поля в волноводе в широкой полосе частот, а также осуществление подстройки волновода.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в снижении уровня КСВН перехода в диапазоне частот 7,6-11 ГГц и в упрощении технологии его сборки и настройки.
Технический результат достигается тем, что коаксиально-волноводный переход содержит отрезок прямоугольного волновода, закороченный неподвижной торцевой стенкой, с отверстием в широкой стенке корпуса перехода, в котором размещен соединитель коаксиальный радиочастотный, центральный проводник которого является возбуждающим элементом перехода. Корпус отрезка волновода заполнен твердым диэлектриком, центральный проводник соединителя имеет диаметр d, равный 0,05λ, и выполнен с возможностью перемещения на 0,75 своей длины в канале твердого диэлектрика диаметром 1,1d, в соединителе выполнена коаксиальная секция трансформации входного волнового сопротивления диаметром 2,3d, а в отверстии корпуса перехода выполнена волноводная секция трансформации входного волноводного сопротивления, причем суммарная длина секций равна 0,1λ, где λ - длина волны в диэлектрике при наименьшей частоте рабочего диапазона.
Системы связи, системы навигации, системы радиолокации
Валерий
Демшевский
Витальевич
Старший научный сотрудник
Кандидат технических наук
Отсутствует
CAF-7816-2022
0000-0002-3559-3016
РОССИЯ
Валерий
Демшевский
Витальевич
Старший научный сотрудник
РОССИЯ
47.45.31
Волноводы
02.02.YE
TELECOMMUNICATIONS
Валерий
Демшевский
Витальевич
Разработка и расчет моделей
РОССИЯ
Кива
Джуринский
Борисович
Разработка и изготовление коаксиального соединителя
РОССИЯ
Светлана
Мосалова
Николаевна
Изготовление коаксиального соединителя
РОССИЯ
Сергей
Никитин
Владимирович
Проведение экспериментальных измерений
РОССИЯ
Алексей
Мишулин
Александрович
Настройка экспериментального образца
РОССИЯ
Валерий
Демшевский
Витальевич
Физическое лицо
РОССИЯ