ВОЛНОВОДНЫЙ СВЧ-АТТЕНЮАТОР Российский патент 2018 года по МПК H01P1/26 

Предлагаемый волноводный СВЧ-аттенюатор относится к области техники СВЧ и может быть использован для изменения высоких уровней СВЧ-мощности электромагнитной волны моды Н₁₀ в прямоугольном волноводе.

Известны аттенюаторы, в которых изменение затухания происходит за счет изменения положения поглотителя в волноводе (АС 1215149 опубл. 28.02.1986 г.), за счет изменения поглощающих свойств диэлектрика (Патент США 6240237 опубл. 29.05.2001 г.).

Недостатком данных устройств является зависимость согласования от положения поглотителя или от изменения параметров поглотителя. Кроме того, объем поглотителя ограничен, что ограничивает допустимую мощность регулировки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является волноводный аттенюатор (АС 1107197, опубл. 07.08.1984), содержащий отрезок прямоугольного волновода, внутри которого размещена поглощающая пластина, связанная с механизмом перемещения. При этом поглощающая пластина закреплена одной стороной с возможностью вращения вокруг одного из ребер отрезка прямоугольного волновода.

Недостатком данного устройства является существенная зависимость согласования от затухания, поскольку разные уровни затухания определяются разными положениями пластины, что в свою очередь обуславливает изменение волнового сопротивления данного участка волновода. Кроме того, поглощающий материал пластины не в состоянии поглощать высокий уровень мощности, что ограничивает рабочий диапазон затухания данного волноводного аттенюатора.

Технический результат состоит в улучшении согласования и увеличении допустимой мощности электромагнитной волны, проходящей через аттенюатор.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что волноводный СВЧ-аттенюатор содержит отрезок прямоугольного волновода, внутри которого размещена пластина, связанная с механизмом поворота пластины.

Новизна предлагаемого изобретения состоит в том, что в состав устройства включены идентичная пластина, причем обе пластины изготовлены из металла, и второй идентичный отрезок прямоугольного волновода, соединенный с первым узкими стенками, при этом пластины шарнирно соединены с одной стороны, а сам шарнир расположен в щели соединения волноводов и перпендикулярен широкой стенке волноводов, причем между пластинами в щели соединения волноводов расположен механизм поворота пластин симметрично относительно соединения волноводов, содержащий гайку, перемещающуюся поступательно при вращении винта, на который вращательный момент передается от вала регулятора, и раздвигающую пластины, при этом пластины подпружинены к гайке механизма поворота пластин, причем отрезкам прямоугольного волновода со стороны закрепления пластин подключен волноводный 3-децибельный направленный ответвитель, а оба противоположных выхода соединены с согласованными нагрузками.

На фиг. 1 представлена блок-схема волноводного СВЧ-аттенюатора.

На фиг. 2 показан разрез В-В отражателя (с пластинами).

На фиг. 3 показан разрез А-А отражателя (без пластин).

Волноводный СВЧ-аттенюатор содержит 3-х дБ направленный ответвитель, отражатель и две согласованные нагрузки. Отражатель содержит два идентичных отрезка прямоугольного волновода 1, соединенных по узкой стенке, идентичные оси 2, две идентичные пластины 3, гайку 4, винт 5, конические зубчатые колеса 6 и 7, вал 8, ручку регулятора 9. В соединении волноводов проделана щель 10.

Волноводный СВЧ-аттенюатор работает следующим образом: электромагнитная волна поступает от генератора на 3-х дБ направленный ответвитель, на противоположных выходах которого образуются две волны равные по амплитуде с разностью фаз равной , в нагрузку при этом ничего не поступает. С выходов 3-х дБ направленного ответвителя электромагнитные волны поступают на Отражатель, часть мощности проходит в согласованных нагрузках, где поглощается, а часть мощности отражается и поступает в нагрузку. Для того чтобы отраженные электромагнитные волны складывались в фазе на выходе 3-х дБ направленного ответвителя, соединенного с нагрузкой, и в противофазе - на выходе 3-х дБ направленного ответвителя, соединенного с генератором, необходимо, чтобы отражение в каждом из двух волноводов Отражателя было бы максимально идентичным. Это достигается тем, что механизм поворота пластин таким образом раздвигает закрепленные на осях 2 пластины 3, что они перекрывают отрезки прямоугольных волноводов 1 одинаковым образом. Механизм поворота пластин содержит гайку 4, винт 5, конические зубчатые колеса 6 и 7, вал 8 и расположен в щели 10, проделанной в соединении волноводов. Изменение ослабления мощности электромагнитной волны, поступающей в нагрузку, происходит за счет того, что пластины 3 раздвигаются гайкой 4, которая перемещается поступательно при вращении винта 5, вращательный момент на который через конические зубчатые колеса 6 и 7 передается от вала 8, соединенного с ручкой регулятора 9.

Макет заявленного устройства на частоту 2450 МГц, включающий две мощные жидкостные согласованные нагрузки, экспериментально исследован и имеет КСВН менее 1.15. При этом при поступающей от генератора мощности 600 Вт была достигнута плавная регулировка мощности на выходе в диапазоне от 10-550 Вт.

Изобретение относится к области техники СВЧ и может быть использовано для изменения высоких уровней СВЧ-мощности электромагнитной волны моды Н₁₀ в прямоугольном волноводе. Волноводный СВЧ-аттенюатор состоит из 3-децибельного направленного ответвителя, отражателя и двух согласованных нагрузок. Отражатель состоит из двух отрезков прямоугольного волновода, соединенных между собой по узкой стенке, и двух идентичных шарнирно соединенных металлических пластин. Шарнир расположен в щели соединения волноводов вместе с механизмом поворота пластин, содержащим гайку, перемещающуюся поступательно при вращении винта, на который вращательный момент передается от вала регулятора. Технический результат заключается в улучшении согласования и увеличении допустимой мощности электромагнитной волны, проходящей через аттенюатор. 3 ил.

Волноводный СВЧ-аттенюатор, содержащий отрезок прямоугольного волновода, внутри которого размещена пластина, связанная с механизмом поворота пластины, отличающийся тем, что с целью расширения рабочего диапазона в состав устройства включены идентичная пластина, причем обе пластины изготовлены из металла, и второй идентичный отрезок прямоугольного волновода, соединенный с первыми узкими стенками, при этом пластины шарнирно соединены с одной стороны, а сам шарнир расположен в щели соединения волноводов и перпендикулярен широкой стенке волноводов, причем между пластинами в щели соединения волноводов расположен механизм поворота пластин симметрично относительно соединения волноводов, содержащий гайку, перемещающуюся поступательно при вращении винта, на который вращательный момент передается от вала регулятора, и раздвигающую пластины, при этом пластины подпружинены к гайке механизма поворота пластин, причем к отрезкам прямоугольного волновода со стороны закрепления пластин подключен волноводный 3-децибельный направленный ответвитель, а оба противоположных выхода соединены с согласованными нагрузками.