СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВВОДА/ВЫВОДА ЭНЕРГИИ СВЧ-ПРИБОРА С БАНОЧНЫМ ОКНОМ Российский патент 2002 года по МПК H01J23/36 H01P1/08 H01P11/00 

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в разработках электронных приборов и в секциях волноводных трактов, где необходимо исключение паразитных резонансов из рабочей полосы частот, увеличение выхода годных баночных окон и повышение их надежности. Эти проблемы имеют наибольшее значение в разработках электровакуумных приборов.

Известен патент [1] , в котором был предложен способ изготовления ввода/вывода энергии СВЧ-прибора с баночным окном. В этом патенте с помощью подбора размеров проводящего элемента обеспечивается сдвиг частоты наихудшего по положению паразитного резонанса за границу рабочей полосы. При таком способе возрастает выход годных баночных окон по паразитным резонансам, однако надежность окон не увеличивается.

Задачей изобретения является повышение выхода годных вводов/выводов энергии СВЧ-приборов с баночными окнами за счет устранения паразитных резонансов из их рабочих полос при увеличении надежности окон.

Указанную задачу решают выполнением в керамическом диске, по крайней мере с одной из его сторон, вогнутой поверхности с радиусом R_в, меньшим радиуса диска R_д, так, чтобы объем указанного диэлектрика обеспечил сдвиг частоты паразитного резонанса, наиболее далеко отстоящего от границы рабочей полосы, за ее пределы.

На фиг.1 и 2 показан баночный ввод/вывод энергии, изготовленный с помощью предложенного способа. На этих фиг. 1 - диэлектрический диск, 2 - вогнутая поверхность диска, 3 -отрезок круглого волновода, 4 - присоединительный фланец, 5 - проводящая диафрагма, 6 - проводящий элемент, 7 - прямоугольный волновод.

Для изготовления ввода/вывода энергии с баночным окном берут отрезок круглого волновода 3 с впаянным в него диэлектрическим диском 1 и на стенках выполняют в нем, по крайней мере, с одной стороны, вогнутую поверхность 2. При этом ширина и толщина диэлектрического диска в области спая не изменяется, а толщина диэлектрика к оси диска уменьшается.

Максимальное электрическое поле в потоке мощности, проходящее через диск, находится на его оси и спадает к периферии. Вследствие снижения объема диэлектрика, находящегося в интенсивном электрическом поле, уменьшается диэлектрическая нагрузка баночного ввода/вывода энергии, и паразитный резонанс смещается в сторону коротких волн. Выбирая нужную форму вогнутости и ее размеры, смещают частоту паразитного резонанса, наиболее далеко отстоящую от границы рабочей полосы, за ее пределы, обеспечивая таким образом повышение выхода годных баночных окон.

Выделение мощности в диэлектрике пропорционально его объему и квадрату напряженности электрического поля. Т.к. объем диэлектрика снижается именно в области наиболее сильного электрического поля, то уменьшается нагревание диэлектрического диска, и, следовательно, увеличивается надобность ввода/вывода энергии. Баночное окно будет работать в облегченном тепловом режиме.

После выполнения описанных выше операций соединяют фланец 4 с отрезком круглого волновода 3 (например, пайкой) и подбирают во фланце диафрагмы 5 до получения требуемого КСВН (обычно не более 1,2). Далее присоединяют отрезок круглого волновода 3 через проводящий элемент 6 к прямоугольному волноводу 7, идущему от прибора.

Предложенным способом изготовлено 4 баночных вывода энергии мощного CВЧ-прибора.

Была измерена частота паразитного резонанса в окнах с плоским диском f_pn диаметром 20 мм, толщиной 1,87 (см. таблицу), изготовленных из борнилита (BN₃). Наиболее далеко от высокочастотной границы рабочей полосы 3900 МГц отстоял паразитный резонанс с частотой 9780 МГц. Радиус начала вогнутости был выбран равным 9 мм, а максимальное углубление в диске 0,4 мм. Образующей вогнутой поверхности была выбрана дуга круга, проходящего через точку максимального углубления, и концы диаметра, равного 2R_в 18 мм. Таким образом, вогнутой поверхностью является часть поверхности сферы с радиусом R_c=101,45 мм. Со стороны дисков, обращенных к присоединительному фланцу, на металлорежущем станке была выполнена описанная выше вогнутая поверхность.

После чего были измерены частоты паразитного резонанса f_pв (см.таблицу). Как видно, паразитные частоты всех баночных окон, выполненных предложенным способом, сместились более чем на 160 МГц, за высокочастотную границу 9900 МГц рабочей полосы.

Подбором диафрагм во фланцах баночных выводов энергии удалось получить уровень КСВН в рабочей полосе прибора менее 1, 2.

Таким образом, предложенный метод изготовления баночных вводов/выводов энергии позволил сделать годными все изготовленные с его помощью баночные выводы и при этом увеличить их надежность.

Литература
1. В.В. Копылов, В.Ф. Письменко, Н.Н. Иванова, И.П. Корнеева. Патент РФ. Способ изготовления ввода/вывода энергии СВЧ-прибора с баночным окном. 1723940, 1993, май, класс H 01 J 23/30.

Изобретение относится к СВЧ-электронным приборам и может также использоваться в волноводных трактах, где должны отсутствовать паразитные резонансы в рабочей полосе частот. Предлагаемый способ, по сравнению с известным, обеспечивает повышение выхода годных СВЧ-приборов с баночными окнами за счет устранения паразитных резонансов из рабочей полосы частот при увеличении их надежности. Для этого при изготовлении указанных приборов предлагаемым способом в диэлектрическом диске, по крайней мере с одной из его сторон, выполняют вогнутую поверхность радиусом R_в, меньшим, чем радиус диэлектрического диска R_д, так, чтобы объем удаленного диэлектрика обеспечил сдвиг частоты паразитного резонанса, наиболее далеко отстоящего от границы рабочей полосы, за ее пределы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Способ изготовления ввода/вывода энергии СВЧ-прибора с баночным окном, содержащим диэлектрический диск, присоединительный фланец, проводящие диафрагмы, путем определения частоты паразитного резонанса, наиболее далеко отстоящего от границы рабочей полосы, подбора проводящих диафрагм в присоединительном фланце, сборки, пайки и сварки, отличающийся тем, что в диэлектрическом диске выполняют, по крайней мере с одной из его сторон, вогнутую поверхность радиуса R_в, меньшего, чем радиус диэлектрического диска R_д, так, чтобы объем удаленной массы диэлектрика обеспечил сдвиг частоты паразитного резонанса, наиболее отстоящего от границы рабочей полосы, за ее пределы. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вогнутую поверхность в диэлектрическом диске выполняют в виде части сферы радиуса

где h - высота сферического сегмента.