АТТЕНЮАТОР Российский патент 2006 года по МПК H01P1/22 

Предлагаемый аттенюатор предназначен для создания фиксированного или регулируемого ослабления интенсивности электромагнитных колебаний в радиотехнических устройствах различного назначения, в частости в радиоизмерительной технике.

В литературе описаны постоянные и переменные коаксиальные аттенюаторы, использующие явление экспоненциального ослабления электромагнитных колебаний в запредельных волноводах, поперечные размеры которых меньше критических для распространяющихся типов волн. Эти аттенюаторы представляют собой отрезки коаксиальных линий постоянной или переменной длины с разрывом центрального проводника. Разрыв центрального проводника в таких аттенюаторах выполняется или в виде двух зондов (аттенюаторы взаимно-емкостного типа), или в виде двух петель связи (аттенюаторы взаимно-индуктивного типа). Причем увеличение длины разрыва центрального проводника пропорционально увеличивает ослабление в аттенюаторе. Описанные аттенюаторы не согласованы, ослабление в них обусловлено отражениями от входов, например, см. книгу А.С.Лавров, Г.Б.Резников. Антенно-фидерные устройства, М., Советское радио, 1974, стр.353.

Из известных аттенюаторов наиболее близким по технической сущности является аттенюатор, описанный в книге Д.М.Сазонов. Антенны и устройства СВЧ, М., изд. Высшая школа, 1988, стр.153, 154. Этот аттенюатор представляет собой отрезок коаксиальной линии переменной длины с разрывом центрального проводника. В зоне разрыва центрального проводника внешний проводник коаксиальной линии является круглым запредельным волноводом для распространяющихся в этом волноводе типов волн. Для согласования входов аттенюатора в его схему введены поглощающие резисторы.

Выбранный в качестве прототипа аттенюатор имеет высокое начальное ослабление. Использование поглощающих резисторов в этом аттенюаторе даже после соответствующего их подбора не позволяет добиться приемлемого согласования входов аттенюатора на частотах выше нескольких сотен МГц вследствие влияния собственных индуктивностей резисторов и емкостей резисторов относительно корпуса (например, пояснения см. в книге Ф.Термен, Дж.Петит. Измерительная техника в электронике. М., Изд. "Иностранная литература, 1955, стр.569...571).

Техническим результатом изобретения является уменьшение начального ослабления аттенюатора и его согласование в заданной полосе широкого радиочастотного диапазона.

Технический результат достигается тем, что в аттенюаторе, содержащем корпус, отрезок коаксиальной линии переменной длины, состоящий из раздвигаемых частей запредельного круглого волновода для максимальной частоты рабочего диапазона и резисторы, в соответствии с изобретением центральные проводники раздвигаемых частей отрезка коаксиальной линии в начальном положении плотно состыкованы по конусной поверхности, резисторы размещены в непосредственной близости от торцов раздвигаемых частей центрального проводника аттенюатора, на входе аттенюатора установлена прямоугольная коаксиальная полосковая секция в виде отрезка коаксиальной полосковой линии с прямоугольным внешним проводником, оснащенная перпендикулярными центральной полоске, регулируемыми по глубине погружения настроечными винтами, расстояние между которыми регламентировано диапазоном рабочих частот, причем центральная полоска напротив настроечных винтов покрыта слоем диэлектрика, исключающим контакт настроечных винтов с центральной полоской, при этом на внешней поверхности выдвигаемой части аттенюатора нанесена шкала отсчета, фиксирующая отсчет величины разрыва центрального проводника.

На фиг.1 изображен общий вид предложенного аттенюатора со всеми необходимыми для лучшего показа конструкции вырывами и разрезами; на фиг.2 - кривые зависимости ослабления и коэффициента стоячей волны на входе от величины разрыва центрального проводника аттенюатора в заданном радиочастотном диапазоне.

Аттенюатор содержит корпус 1, внутри которого размещены:

- на входе прямоугольная коаксиальная полосковая секция 2 в виде отрезка коаксиальной полосковой линии,

- на выходе отрезок коаксиальной линии переменной длины 3, которые состыкованы между собой.

Прямоугольная коаксиальная полосковая секция 2 в виде отрезка коаксиальной полосковой линии оснащена перпендикулярными центральной полоске 4, регулируемыми по глубине погружения настроечными винтами 5. Расстояние между настроечными винтами 5 регламентировано диапазоном рабочих частот, а для исключения контакта настроечных винтов 5 с центральной полоской 4 она напротив настроечных винтов 5 покрыта слоем диэлектрика 6.

Отрезок коаксиальной линии переменной длины 3 имеет внутренний диаметр внешнего проводника (коаксиал) 7, соответствующий диаметру запредельного круглого волновода для максимальной частоты рабочего диапазона, и снабжен резисторами 8 в зоне разрыва центрального проводника. В начальном положении центральный проводник 9 не имеет разрыва. Возникающий при раздвижении разрыв центрального проводника 9 выполнен по конусной поверхности 10, увеличивающей емкостную связь между раздвигаемыми частями 11 и 12 центрального проводника 9. Отсчет величины разрыва центрального проводника 9 при раздвижении производится посредством шкалы отсчета 13, нанесенной на внешней поверхности выдвигаемой части 12 аттенюатора.

По существу, коаксиальная линия переменной длины 3 состоит из двух раздвигаемых коаксиалов 7 и 14. Металлический корпус коаксиала 7 вдвигается в корпус внешнего коаксиала 14. Электрический контакт происходит посредством применения соответствующих конструктивных решений (например, цанга с необходимыми утолщениями на внутренней поверхности), вследствие чего разрыва внешнего проводника не происходит и высокочастотная энергия в открытое пространство не излучается.

Аттенюатор помещен в общий корпус 1 для повышения жесткости конструкции, так как коаксиальная линия переменной длины 3 и коаксиальная полосковая линия 2 соединяются с помощью разъемов.

Переход от коаксиальной полосковой линии 2 (см., например, М.А.Р.Ганстон "Справочник по волновым сопротивлениями фидерных линий СВЧ", перевод с английского под редакцией А.З.Фрадина, издательство "Связь", Москва, 1976 г.) к отрезку коаксиальной линии переменной длины 3 происходит конструктивно и не требует применения отдельного коаксиального полоскового перехода.

На фиг.2 кривая 15 изображает зависимость коэффициента стоячей волны (КСВ) на входе аттенюатора от величины разрыва центрального проводника 9, кривая 16 - зависимость ослабления аттенюатора также от величины разрыва центрального проводника 9, фиксируемые шкалой отсчета 13. Из графиков (кривые 15 и 16) следует, что в заданном радиочастотном диапазоне аттенюатор обеспечивает высокое согласование во всем диапазоне ослабления.

Предложенный аттенюатор по сравнению с существующими аналогами имеет следующие преимущества:

а) отсутствие в начальном положении предложенного аттенюатора разрыва центрального проводника, а возникающий при раздвижении разрыв центрального проводника по конусной поверхности увеличивает емкостную связь между раздвигаемыми частями аттенюатора, в результате чего предложенный аттенюатор имеет более низкое начальное ослабление по сравнению с известными прототипами, что расширяет область его применения,

б) установленная на входе коаксиальная полосковая секция, оснащенная настроечными винтами, позволяет согласовать предложенный аттенюатор в заданной полосе широкого радиочастотного диапазона и отфильтровать, например, непреднамеренные электромагнитные помехи различного происхождения, что также расширяет область его применения.

Изложенные преимущества в совокупности с простотой конструкции и дешевизной реализации позволяют широко применять предложенный аттенюатор в радиотехнических устройствах различного назначения.

Испытания опытного образца предложенного аттенюатора подтвердили достижение поставленной цели, предполагаемых технических результатов и его высокие радиотехнические характеристики.

Намечен серийный выпуск предложенного аттенюатора.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, к радиотехническим устройствам различного назначения. Техническим результатом является создание фиксируемого или регулируемого ослабления интенсивности электромагнитных колебаний, получение хорошего согласования аттенюатора в заданной полосе широкого радиочастотного диапазона. Аттенюатор содержит прямоугольный корпус, отрезок коаксиальной линии переменной длины с внутренним диаметром внешнего проводника, соответствующим диаметру круглого запредельного волновода для максимальной частоты рабочего диапазона, состоящий из раздвигаемых частей. Центральные проводники раздвигаемых частей отрезка коаксиальной линии в начальном положении плотно состыкованы по конусной поверхности. Резисторы размещены в непосредственной близости от торцов раздвигаемых частей центрального проводника аттенюатора. На входе аттенюатора установлена прямоугольная коаксиальная полосковая секция в виде отрезка коаксиальной полосковой линии с прямоугольным внешним проводником, оснащенная перпендикулярными центральной полоске, регулируемыми по глубине погружения настроечными винтами. Центральная полоска напротив настроечных винтов покрыта слоем диэлектрика, исключающим контакт настроечных винтов с центральной полоской. На внешней поверхности раздвигаемой части аттенюатора нанесена шкала отсчета, фиксирующая величину разрыва центрального проводника. 2 ил.

Аттенюатор, содержащий корпус, отрезок коаксиальной линии переменной длины, состоящий из раздвигаемых частей круглого запредельного волновода, и резисторы, отличающийся тем, что центральные проводники раздвигаемых частей отрезка коаксиальной линии в начальном положении плотно состыкованы по конусной поверхности, резисторы размещены в непосредственной близости от торцов раздвигаемых частей центрального проводника аттенюатора, на входе аттенюатора установлена прямоугольная коаксиальная полосковая секция в виде отрезка коаксиальной полосковой линии с прямоугольным внешним проводником, оснащенная перпендикулярными центральной полоске, регулируемыми по глубине погружения настроечными винтами, расстояние между которыми регламентировано диапазоном рабочих частот, причем центральная полоска напротив настроечных винтов покрыта слоем диэлектрика, исключающим контакт настроечных винтов с центральной полоской, при этом на внешней поверхности выдвигаемой части аттенюатора нанесена шкала отсчета, фиксирующая величину разрыва центрального проводника.