ВОЗБУДИТЕЛЬ ВОЛНЫ ТЕ Российский патент 2014 года по МПК H01P1/163 

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к волноводной и антенной технике, и может быть использовано в волноводных линиях связи.

Известен возбудитель волны TE₀₁ в круглом волноводе. Конструкция данного возбудителя основана на принципе плавной деформации формы поперечного сечения волновода для получения необходимой структуры электрического поля (Устройства СВЧ: Учеб. пособие / Под ред. Д.М.Сазонова. - М.: Высшая школа, 1981 г.).

Недостатками данной конструкции являются:

- технологическая сложность изготовления плавных переходов;

- большие продольные размеры возбудителя;

- большие вносимые потери.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является возбудитель волны TE₀₁ в круглом волноводе. Конструкция данного возбудителя основана на принципе деления мощности на 4 и параллельном питании круглого волновода через отверстия связи, находящиеся на боковой поверхности круглого волновода, геометрические оси которых расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях для получения необходимой структуры электрического поля. (Патент США №7973613, Н01P 1/16, 2011 г.).

Недостатки известной конструкции:

-большие поперечные размеры возбудителя;

- необходимость выравнивания электрических длин каналов делителя мощности;

- высокий относительный уровень мощности других типов волн, отличных от волны TE₀₁, на выходе возбудителя.

Перед авторами стояла задача создания возбудителя волны TE₀₁, лишенного перечисленных недостатков. Техническим результатом заявляемого возбудителя волны TE₀₁ является его конструктивное упрощение и уменьшение габаритных размеров при одновременном улучшении его технических характеристик.

Задача решена за счет того, что у возбудителя волны TE₀₁, содержащего входной волновод, выходной круглый волновод, стенку, закорачивающую выходной круглый волновод и перпендикулярную его оси, к наружной боковой поверхности выходного круглого волновода вдоль окружности, образующей боковую поверхность выходного круглого волновода, пристыкованы не менее трех вспомогательных волноводов, расположенных на одинаковом расстоянии от стенки, закорачивающей выходной круглый волновод, при этом вектор электрического поля вспомогательных волноводов параллелен стенке, закорачивающей выходной круглый волновод, один из вспомогательных волноводов является входным волноводом возбудителя волны TE₀₁, а другие закорочены.

Вспомогательные волноводы равно расположены по окружности вдоль наружной боковой поверхности выходного круглого волновода.

Вспомогательные волноводы выполнены в виде прямоугольных волноводов.

В составе возбудителя волны предусмотрен модовый фильтр.

Модовый фильтр выполнен в виде плоско-параллельной структуры с отверстиями связи, расположенными концентрично к оси выходного круглого волновода.

В выходном круглом волноводе предусмотрен внутренний проводник круглого сечения, расположенный коаксиально выходному круглому волноводу, причем внешняя поверхность внутреннего проводника электрически соединена с модовым фильтром и стенкой, закорачивающей выходной круглый волновод.

Заявляемый возбудитель волны TE₀₁ обладает совокупностью существенных признаков, не известных из уровня техники для изделий подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения.

Предложенный возбудитель волны TE₀₁, по мнению заявителя и авторов, соответствует критерию «изобретательский уровень», т.к. неизвестен из доступных источников научной, технической и патентной информации на дату подачи заявки.

Сущность изобретения поясняется с помощью чертежей, где:

- на фиг.1 представлена конструкция возбудителя волны TE₀₁;

- на фиг.2 представлена конструкция возбудителя волны TE₀₁ с введенным в выходной круглый волновод внутренним проводником;

- на фиг.3 представлено формирование волны TE₀₁ в выходном круглом волноводе с помощью вспомогательных волноводов.

Возбудитель волны TE₀₁ состоит из выходного круглого волновода со стенкой, закорачивающей выходной круглый волновод, образованный участком трубы с контактным фланцем 1 и пристыкованной через плиту 2 плитой 3, в которой выполнено глухое отверстие 4.

Вспомогательные волноводы, пристыкованные к боковой поверхности выходного круглого волновода, образованы плоскостью плиты 2 и пазами 5 прямоугольной формы, выполненными в плите 3.

Модовый фильтр, установленный в выходном круглом волноводе, представляет собой плоскопараллельную структуру с отверстиями 6 связи, выполненными в плите 2 и расположенными концентрично к оси выходного круглого волновода.

В выходной круглый волновод может быть установлен внутренный проводник 7, при этом внешняя поверхность внутреннего проводника 7 должна иметь электрический контакт с плитой 2 и плитой 3.

Возбудитель волны TE₀₁ работает следующим образом.

Волна ТЕ₀₁, распространяющаяся во входном волноводе, возбуждает в выходном круглом волноводе волну TE₀₁, а также другие типы волн, способных распространяться в выходном круглом волноводе.

Волны, распространяющиеся в выходном круглом волноводе, возбуждают волны ТЕ₀₁ в каждом из вспомогательных волноводов.

Эти волны, распространяясь во вспомогательных волноводах и отражаясь от закороченных участков, также возбуждают в выходном круглом волноводе волну TE₀₁ и другие типы волн, способных распространяться в выходном круглом волноводе.

Длины закороченных вспомогательных волноводов выбираются из соображений взаимного сложения в выходном круглом волноводе волн волн остальных типов.

Модовый фильтр, предназначенный для дополнительного ослабления волн, отличных от волны TE₀₁, распространяющихся в выходном круглом волноводе, обеспечивает их отражение с последующим преобразованием в волну TE₀₁.

Формирование волны TE₀₁ в выходном круглом волноводе с соосно установленным в нем внутренним проводником аналогично описанному выше.

Для подтверждения правильности выбранного технического решения были изготовлены опытные образцы возбудителя волны TE₀₁ Ка диапазона, у которых получены следующие технические характеристики:

- максимальная полоса рабочих частот - не менее 0,05f₀;

- КСВН -не более 1,2;

- вносимые потери - не более 0,1 дБ.

На основании произведенных испытаний можно сделать вывод, что возбудитель волны TE₀₁ по своим электрическим характеристикам не только не уступает аналогам, но и превосходит их по габаритным и электрическим характеристикам.

На предприятии разработан комплект конструкторской документации на заявляемый возбудитель волны TE₀₁. Изготовлена опытная партия изделий, успешно прошедшая испытания, что подтверждает соответствие заявляемого решения критерию «промышленная применимость» для изобретения.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к волноводной и антенной технике, и может быть использовано в волноводных линиях связи. Технический результат - уменьшение потерь за счет снижения относительного уровня мощности других типов волн, отличных от волны TE_01, и конструктивное упрощение. Для этого возбудитель волны TE₀₁ состоит из выходного круглого волновода со стенкой, закорачивающей выходной круглый волновод, образованный участком трубы с контактным фланцем и пристыкованной через плиту 2 плитой 3, в которой выполнено глухое отверстие 4. Вспомогательные волноводы, пристыкованные к боковой поверхности выходного круглого волновода, образованы плоскостью плиты 2 и пазами 5 прямоугольной формы, выполненными в плите 3. Модовый фильтр, установленный в выходном круглом волноводе, представляет собой плоскопараллельную структуру с отверстиями 6 связи, выполненными в плите 2 и расположенными концентрично к оси выходного круглого волновода. В выходной круглый волновод может быть установлен внутренный проводник 7, при этом внешняя поверхность внутреннего проводника 7 должна иметь электрический контакт с плитой 2 и плитой 3.

5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Возбудитель волны TE₀₁, содержащий входной волновод, выходной круглый волновод, стенку, закорачивающую выходной круглый волновод и перпендикулярную его оси, отличающийся тем, что к наружной боковой поверхности выходного круглого волновода вдоль окружности, образующей боковую поверхность выходного круглого волновода, пристыкованы не менее трех вспомогательных волноводов, расположенных на одинаковом расстоянии от стенки, закорачивающей выходной круглый волновод, при этом вектор электрического поля вспомогательных волноводов параллелен стенке, закорачивающей выходной круглый волновод, один из вспомогательных волноводов является входным волноводом возбудителя волны TE₀₁, а другие закорочены.

2. Возбудитель волны TE₀₁ по п.1, отличающийся тем, что вспомогательные волноводы равно расположены по окружности вдоль наружной боковой поверхности выходного круглого волновода.

3. Возбудитель волны TE₀₁ по п.2, отличающийся тем, что вспомогательные волноводы выполнены в виде прямоугольных волноводов.

4. Возбудитель волны TE₀₁ по п.3, отличающийся тем, что в его составе предусмотрен модовый фильтр.

5. Возбудитель волны TE₀₁ по п.4, отличающийся тем, что модовый фильтр выполнен в виде плоскопараллельной структуры с отверстиями связи, расположенными концентрично к оси выходного круглого волновода.

6. Возбудитель волны TE₀₁ по п.5, отличающийся тем, что в выходном круглом волноводе предусмотрен внутренний проводник круглого сечения, расположенный коаксиально выходному круглому волноводу, причем внешняя поверхность внутреннего проводника электрически соединена с модовым фильтром и стенкой, закорачивающей выходной круглый волновод.