Сверхширокополосный полосковый разделитель мощности Российский патент 2019 года по МПК H01P5/18 

Область применений

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в радиолокации, радионавигации, связи, антенно-фидерных и измерительных системах для разделения мощности СВЧ сигнала.

Уровень техники

Известен делитель мощности (патент RU № 2492559 опубл. 29.11.2011), который состоит из корпуса треугольной формы со скруглёнными углами, трех коаксиальных фланцевых соединителей, разнесенных относительно друг друга на 120°, две крышки, образующие внутри корпуса проходную камеру, в которой подвешена диэлектрическая пластина, с нанесённой на ней топологическим рисунком резистивного делителя мощности на основе треугольной схемы, к пластине через коаксиально-микрополосковые переходы подключены центральные проводники коаксиальных каналов.

Ближайшим аналогом является делитель мощности (патент RU № 2412507 опубл. 01.02.2011), представляющий собой прямоугольный корпус, в торцах которого закреплены три коаксиальных фланцевых соединителя, два из которых (выходы) расположены соосно на противоположных торцах корпуса, а третий (вход) перпендикулярно оси выходов. Внутри корпуса имеется проходная камера, сверху и снизу ограниченная крышками; в полости имеется диэлектрическая пластина с нанесённой на ней топологическим рисунком, содержащем два резистора, к пластине через коаксиально-микрополосковые переходы подключены центральные проводники коаксиальных каналов.

Недостатками устройств являются относительно низкий диапазон рабочих частот и высокий уровень возвратных и проходных потерь.

Сущность изобретения

Техническим результатом предложенного решения является расширение диапазона рабочих частот в сторону СВЧ.

Технический результат достигается тем, что в сверхширокополосном полосковом разделителе мощности, содержащем корпус с одним входным и двумя выходными коаксиальными соединителями, закрепленные на трех внешних боковых поверхностях корпуса, в котором образована проходная камера с подвешенной в ней диэлектрической пластиной с нанесённым на ней топологическим рисунком, и выполнены ступенчатые цилиндрические отверстия, два из которых расположены соосно, а третий перпендикулярно им, согласно предложенному решению, корпус образован соединенными винтами основанием и крышкой, на сопрягающихся поверхностях основания и крышки выполнены три ступенчато-изменяющихся углубления полуцилиндрической формы, образующие ступенчатые цилиндрические отверстия, и углубления в форме прямоугольных параллелепипедов с двумя скругленными углами, образующие проходную камеру, на обеих сторонах диэлектрической пластины нанесен топологический рисунок, содержащий входную и две выходные подводящие линии, причем между каждой парой входной-выходной подводящих линий подключены резисторы, а выходные подводящие линии выполнены со скосами-трансформаторами, при этом диэлектрическая пластина закреплена в пазах, прорезанных в плоских торцах штырьков, запрессованных в малые диэлектрические опоры, а скругленные торцы штырьков соединены с цанговыми гнездами первых отрезков центральных проводников, соединенных при помощи резьбы со вторыми отрезками центральных проводников, запрессованных в большие диэлектрические опоры, запрессованные в кольца, которые зажаты между втулками и фланцевыми втулками, в основании и крышке выполнены сквозные резьбовые отверстия для настроечных винтов.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 изображен внешний вид сверхширокополосного полоскового разделителя мощности, на фиг. 2 показан вид сбоку, на фиг. 3 представлено продольное сечение устройства А-А, на фиг. 4 показан вид В, на фиг. 5 представлено продольное сечение устройства Б-Б. На фиг. 6 показан топологический рисунок на диэлектрической пластине.

Осуществление изобретения

На фиг.1 – 5 обозначено:

1 – основание;

2 – крышка;

3 – настроечный винт;

4 – винт;

5 – проходная камера;

6 – цилиндрическое отверстие;

7 – диэлектрическая пластина;

8 – штырек;

9 – малая диэлектрическая опора;

10 – цанговое гнездо;

11 – первый отрезок центрального проводника;

12 – второй отрезок центрального проводника;

13 – большая диэлектрическая опора;

14 – кольца;

15 – втулка;

16 – фланцевая втулка;

17 – винт;

18 – коаксиальный соединитель;

19 – резистор;

20 – входная подводящая линия;

21 – выходная подводящая линия;

22 – скос-трансформатора.

Сверхширокополосный полосковый разделитель мощности представляет собой корпус, состоящий из основания 1 и крышки 2, которые соединены при помощи винтов 4. Настроечные винты 3 закручены в сквозные резьбовые отверстия, выполненные в основании 1 и крышке 2 перпендикулярно их основаниям. На сопрягающихся поверхностях основания 1 и крышки 2 выполнены углубления в форме прямоугольных параллелепипедов со скругленными углами, образующие проходную камеру 5, и три ступенчато-изменяющихся углубления полуцилиндрической формы, образующие три ступенчатых цилиндрических отверстия 6, два из которых расположены соосно, а третий перпендикулярно им. В проходной камере 5 подвешена диэлектрическая пластина 7, которая закреплена при помощи пайки в пазах штырьков 8. Каждый штырек 8 запрессован в малую диэлектрическую опору 9, которая поджата по диаметру полуцилиндрическими поверхностями основания 1 и крышки 2. Часть внутренних поверхностей цилиндрических отверстий 6 выполняют функции внешних проводников коаксиальных каналов, которые начинаются с коаксиально-полосковых переходов, образованных диэлектрической пластиной 7 с нанесённым на ней с двух сторон топологическим рисунком резисторов 19, входной 20 и выходных 21 подводящих линий. Причем выходные подводящие линии 21 выполнены со скосами-трансформаторами 22, необходимые для согласования резисторов 19 с выходными подводящими линиями 21, а также для обеспечения электрической развязки между выходами на частотах выше 30 ГГц. Схематически, топологические рисунки с обеих сторон пластины, представляют собой одну входную 20 и две выходные 21 подводящие линии, причём между каждой парой входной-выходной подводящих линий подключены резисторы 19 с номинальным сопротивлением 100 Ом (фиг.6). Скругленные торцы штырьков 8 соединены с цанговыми гнездами 10 первых отрезков 11 центральных проводников, которые при помощи резьбы соединены со вторыми отрезками 12 центральных проводников. Вторые отрезки 12 центральных проводников запрессованы в большие диэлектрические опоры 13, которые в свою очередь запрессованы в кольца 14, с торцов кольца 14 зажимаются между втулками 15, частично проникающими в отверстия корпуса и упирающимися торцами в ступени цилиндрических отверстий 6, и фланцевыми втулками 16. Фланцевые втулки 16 прижимаются к корпусу винтами 17. Фланцевые втулки 16, имеющие резьбу и опорную плоскость вместе с цанговыми гнездами 10 вторых отрезков 12 центральных проводников образуют коаксиальные соединител 18 типа «розетка». Первые и вторые отрезки 11 и 12 центральных проводников образованы цилиндрическими поверхностями стержней, в которых на одном торце выполнены щеточные (цанговые) гнезда, представляющие собой глухие отверстия с перпендикулярными продольными прорезями, а на другом торце – резьбовые концевики (вторые отрезки) или глухие резьбовые отверстия (первые отрезки). Гнездовыми торцами первые отрезки 11 центральных проводников насаживаются на скруглённые торцы штырьков 8, образуя скользящее разъёмное соединение, а резьбовыми – накручиваются на резьбовые хвостовики вторых отрезков 12 центральных проводников.

Заявляемый сверхширокополосный полосковый разделитель мощности обеспечивает рабочий диапазон частот от 0 до 50 ГГц.

В таблице приведены характеристики ближайшего аналога и заявляемого сверхширокополосного полоскового разделителя мощности.

Таблица

Электрическая характеристика Прототип
(расчетные значения) Заявляемое устройство
(измеренные значения) Диапазон рабочих частот, ГГц 0-20 0-50 КСВН входа от 1,0 до 1,12 не более 1,3 КСВН выходов от 1,67 до 1,97 не более 1,7 Коэффициент передачи вход-выход, дБ не более минус 6,0
не менее минус -6,8 не более минус 5,8
не менее минус 6,5 Коэффициент передачи выход-выход, дБ не более минус 10,8
не более минус 12,0 не более минус 12,0
не более минус 15,0 Разность амплитуд коэффициента передачи вход-выход, дБ - не более 0,3 Разность фазовой составляющей коэффициента передачи вход-выход, град. - не более 5

Предложенное решение позволяет уменьшить возвратные и проходные потери сверхширокополосного полоскового разделителя мощности. Кроме того, изобретение обеспечивает механическую развязку между диэлектрической пластиной и коаксиальными соединителями.

Изобретение относится к области измерительной техники. Корпус устройства выполнен с одним входным и двумя выходными коаксиальными соединителями. В основании и крышке корпуса выполнены сквозные резьбовые отверстия для настроечных винтов. В проходной камере, имеющей форму прямоугольного параллелепипеда с двумя скругленными углами, подвешена диэлектрическая пластина, закрепленная в пазах штырьков, соединенных с цанговыми гнездами первых отрезков центральных проводников, которые соединены со вторыми отрезками центральных проводников. Вторые отрезки центральных проводников запрессованы в большие диэлектрические опоры, запрессованные в кольца. На обеих сторонах диэлектрической пластины нанесён топологический рисунок, содержащий входную и две выходные подводящие линии, между каждой парой входной-выходной подводящих линий подключены резисторы, а выходные подводящие линии выполнены со скосами-трансформаторами. Техническим результатом при реализации заявленного решения является расширение диапазона рабочих частот в сторону СВЧ. 6 ил., 1 табл.

Сверхширокополосный полосковый разделитель мощности, содержащий корпус с одним входным и двумя выходными коаксиальными соединителями, закрепленными на трех внешних боковых поверхностях корпуса, в котором образована проходная камера с подвешенной в ней диэлектрической пластиной с нанесённым на ней топологическим рисунком, и выполнены ступенчатые цилиндрические отверстия, два из которых расположены соосно, а третий перпендикулярно им, отличающийся тем, что корпус образован соединенными винтами основанием и крышкой, на сопрягающихся поверхностях основания и крышки выполнены три ступенчато-изменяющихся углубления полуцилиндрической формы, образующие ступенчатые цилиндрические отверстия, и углубления в форме прямоугольных параллелепипедов с двумя скругленными углами, образующие проходную камеру, на обеих сторонах диэлектрической пластины нанесен топологический рисунок, содержащий входную и две выходные подводящие линии, причем между каждой парой входной-выходной подводящих линий подключены резисторы, а выходные подводящие линии выполнены со скосами-трансформаторами, при этом диэлектрическая пластина закреплена в пазах, прорезанных в плоских торцах штырьков, запрессованных в малые диэлектрические опоры, а скругленные торцы штырьков соединены с цанговыми гнездами первых отрезков центральных проводников, соединенных при помощи резьбы со вторыми отрезками центральных проводников, запрессованных в большие диэлектрические опоры, запрессованные в кольца, которые зажаты между втулками и фланцевыми втулками, в основании и крышке выполнены сквозные резьбовые отверстия для настроечных винтов.