Сверхширокополосный полосковый делитель 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 № 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.

Ближайшим аналогом является 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.

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 делителе мощности, содержащем корпус с тремя коаксиальными соединителями, выполненный в виде прямой треугольной призмы со скругленными боковыми гранями, в котором образована проходная камера с подвешенной в ней диэлектрической пластиной с топологическим рисунком и выполнены ступенчатые цилиндрические отверстия, оси которых разнесены относительно друг друга на 120°, согласно предложенному решению, корпус образован соединенными винтами основанием и крышкой, выполненными в виде прямой треугольной призмы со скругленными боковыми гранями, на сопрягающихся поверхностях основания и крышки выполнены углубления, образующие проходную камеру в форме треугольной призмы, и ступенчатые углубления полуцилиндрической формы, образующие цилиндрические отверстия, причем боковые поверхности проходной камеры и корпуса параллельны, топологический рисунок нанесен на обеих сторонах диэлектрической пластины, которая закреплена в пазах, прорезанных в плоских торцах штырьков, запрессованных в малые диэлектрические опоры, скругленные торцы штырьков соединены с цанговыми гнездами первых отрезков центральных проводников коаксиальных каналов, соединенных при помощи резьбы со вторыми отрезками центральных проводников, запрессованных в большие диэлектрические опоры, запрессованные в кольца, которые зажаты между втулками и коаксиальными соединителями, в геометрическом центре основания и крышки, выполнены сквозные резьбовые отверстия для настроечных винтов.

Коаксиальные соединители могут быть выполнены фланцевыми.

На поверхностях ступенчатых цилиндрических отверстий корпуса может быть выполнена резьба для сопряжения с коаксиальными соединителями, выполненные в виде втулок с наружной резьбой.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 изображен внешний вид сверхширокополосного полоскового делителя 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 Д-Д. На фиг. 6 и 7 показаны топологические рисунки на диэлектрических пластинах по схемам «звезда» и «треугольник», соответственно. На фиг.8 представлен вариант присоединения коаксиального соединителя к корпусу.

Осуществление изобретения

На фиг.1-8 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 – кольцо;

15 – втулка;

16 – винт;

17 – коаксиальный соединитель;

18 – резистор;

19 – подводящая линия.

Сверхширокополосный полосковый делитель мощности представляет собой корпус, выполненный в виде прямой треугольной призмы со скругленными боковыми гранями, состоящий из основания 1 и крышки 2, которые соединены при помощи винтов 4. Настроечные винты 3 закручены в сквозные резьбовые отверстия, выполненные в геометрических центрах основания 1 и крышки 2 перпендикулярно их основаниям. В корпусе образованы проходная камера 5 и три ступенчато-изменяющиеся цилиндрические отверстия 6, разнесенные относительно друг друга на 120°. Проходная камера 5 выполнена в форме треугольной призмы со скруглёнными боковыми гранями, причём боковые поверхности проходной камеры 5 и корпуса параллельны. В проходной камере 5 подвешена диэлектрическая пластина 7, которая закреплена при помощи пайки в пазах штырьков 8. Штырьки 8 запрессованы в малые диэлектрические опоры 9, которые поджаты по диаметру полуцилиндрическими поверхностями основания 1 и крышки 2. Часть внутренних поверхностей цилиндрических отверстий 6 выполняет 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 18 и подводящих линий 19. Схематически, топологические рисунки с обеих сторон пластины представляют собой резисторы 19 с номинальным сопротивлением 100 Ом, соединённых по схеме «треугольник» (фиг.7), или резисторы 18 с номинальным сопротивлением 33,33 Ом, соединённые по схеме «звезда» (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. Кольца 14 с торцов зажимаются между втулками 15, частично проникающими в отверстия корпуса и упирающимися торцами в ступени цилиндрических отверстий 6, и коаксиальными соединителями 17, выполненными, например, в виде фланцевых втулок. Фланцевые втулки прижимаются к корпусу винтами 16. Фланцевые втулки, имеющие резьбу и опорную плоскость вместе с цанговыми гнездами 10 вторых отрезков 12 центральных проводников образуют коаксиальные соединители 17 типа «розетка». Первые и вторые отрезки 11 и 12, соответственно, 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 концевики вторых отрезков 12 центральных проводников.

В другом варианте исполнения делителя мощности (фиг.8) на поверхностях ступенчатых цилиндрических отверстий корпуса выполнена резьба для сопряжения с коаксиальными соединителями, выполненные в виде втулок с наружной резьбой.

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

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

Таблица

Электрическая характеристика Ближайший аналог Заявляемое устройство топологический рисунок выполнен по схеме «звезда» топологический рисунок выполнен по схеме «треугольник» Диапазон рабочих частот, ГГц 0-32 0-50 КСВН портов не более 1,2 не более 1,2 не более 1,2 Коэффициент передачи, дБ не менее минус 7 не более минус 6
и не менее минус 6,9 (0-32)
не более минус 7
и не менее минус 8 (32-50) не более минус 5,8
и не менее минус 6,9 (0-32)
не более минус 5,8
и не менее минус 7,2 (32-50) Разность амплитуд коэффициента передачи, дБ - не более 0,5 не более 0,5 Разность фазовой составляющей коэффициента передачи, град. - не более 5 не более 5

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

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в радиолокации, радионавигации, связи, антенно-фидерных и измерительных системах для разделения мощности СВЧ- сигнала. Устройство представляет собой корпус с тремя коаксиальными соединителями, выполненный в виде прямой треугольной призмы со скругленными боковыми гранями, состоящий из основания и крышки, которые соединены при помощи винтов. В корпусе образованы проходная камера и ступенчато-изменяющиеся цилиндрические отверстия, разнесенные относительно друг друга на 120°. Проходная камера выполнена в форме треугольной призмы со скруглёнными боковыми гранями, причём боковые поверхности проходной камеры и корпуса параллельны. В проходной камере подвешена диэлектрическая пластина, которая закреплена в пазах штырьков. На обеих сторонах диэлектрической пластины нанесён топологический рисунок резисторов и подводящих линий. Штырьки запрессованы в малые диэлектрические опоры. Скругленные торцы штырьков соединены с цанговыми гнездами первых отрезков центральных проводников, которые при помощи резьбы соединены со вторыми отрезками центральных проводников. Вторые отрезки центральных проводников запрессованы в большие диэлектрические опоры, которые, в свою очередь, запрессованы в кольца. Кольца с торцов зажаты между втулками и коаксиальными соединителями. В геометрическом центре основания и крышки выполнены сквозные резьбовые отверстия для настроечных винтов. Технический результат заключается в расширении диапазона рабочих частот в сторону СВЧ. 2 з.п. ф-лы, 8 ил., 1 табл.

1. Сверхширокополосный полосковый делитель мощности, содержащий корпус с тремя коаксиальными соединителями, выполненный в виде прямой треугольной призмы со скругленными боковыми гранями, в котором образована проходная камера с подвешенной в ней диэлектрической пластиной с топологическим рисунком и выполнены ступенчатые цилиндрические отверстия, оси которых разнесены относительно друг друга на 120°, отличающийся тем, что корпус образован соединенными винтами основанием и крышкой, выполненными в виде прямой треугольной призмы со скругленными боковыми гранями, на сопрягающихся поверхностях основания и крышки выполнены углубления, образующие проходную камеру в форме треугольной призмы со скругленными боковыми гранями, и ступенчатые углубления полуцилиндрической формы, образующие цилиндрические отверстия, причем боковые поверхности проходной камеры и корпуса параллельны, топологический рисунок нанесен на обеих сторонах диэлектрической пластины, которая закреплена в пазах, прорезанных в плоских торцах штырьков, запрессованных в малые диэлектрические опоры, скругленные торцы штырьков соединены с цанговыми гнездами первых отрезков центральных проводников коаксиальных каналов, соединенных при помощи резьбы со вторыми отрезками центральных проводников, запрессованных в большие диэлектрические опоры, запрессованные в кольца, которые зажаты между втулками и коаксиальными соединителями, в геометрическом центре основания и крышки выполнены сквозные резьбовые отверстия для настроечных винтов.

2. Сверхширокополосный полосковый делитель мощности по п. 1, отличающийся тем, что коаксиальные соединители выполнены фланцевыми.

3. Сверхширокополосный полосковый делитель мощности по п. 1, отличающийся тем, что на поверхностях ступенчатых цилиндрических отверстий корпуса выполнена резьба для сопряжения с коаксиальными соединителями, выполненными в виде втулок с наружной резьбой.