СООСНЫЙ ПЕРЕХОД С СИММЕТРИЧНОГО ПОЛОСКА НА ВОЛНОВОД ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ Российский патент 2020 года по МПК H01P5/00 

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и может быть использовано в качестве согласованного перехода между симметричной полосковой линией и регулярным волноводом прямоугольного сечения.

Известен коаксиально-волноводный переход [Патент № RU 2517678 H01P 5/00, опубл. 27.05.2014], содержащий отрезок коаксиальной линии, отрезок регулярного волновода, закороченного торцевой стенкой, элемент связи, согласующий элемент, выполненный в виде нескольких конструктивно объединенных прямоугольных параллелепипедов, причем основание нижнего прямоугольного параллелепипеда, являющееся основанием согласующего элемента, сопряжено со стенкой отрезка регулярного волновода, перпендикулярной направлению вектора Е, а основание каждого следующего прямоугольного параллелепипеда сопряжено с верхней плоскостью предыдущего прямоугольного параллелепипеда, причем ширина и длина каждого следующего прямоугольного параллелепипеда равна или меньше ширины предыдущего прямоугольного параллелепипеда, причем стенки всех прямоугольных параллелепипедов, обращенные к торцевой стенке отрезка регулярного волновода, расположены в одной плоскости, а верхняя и боковые стенки согласующего элемента расположены на расстоянии от стенок отрезка регулярного волновода, причем согласующий элемент связан с коаксиальной линией через элемент связи, отличающийся тем, что в стенке согласующего элемента, обращенной к торцевой стенке отрезка регулярного волновода, расположенной на некотором расстоянии от торцевой стенки отрезка регулярного волновода, выполнено отверстие связи, в котором соосно установлен элемент связи, объединяющий согласующий элемент с центральным проводником коаксиальной линии, расположенной перпендикулярно торцевой стенке отрезка регулярного волновода и соосно с элементом связи, причем поперечные размеры отверстия связи в согласующем элементе больше поперечных размеров элемента связи, а ось отрезка коаксиальной линии расположена в плоскости симметрии согласующего элемента, совпадающей с плоскостью симметрии отрезка регулярного волновода и максимумом вектора Е.

Недостатком такого коаксиально-волноводного перехода является, при наличии гальванической развязки между центральным проводником коаксиальной линии и согласующим элементом, отсутствие возможности подвести к центральному проводнику коаксиальной линии напряжение постоянного тока внутри перехода из-за того, что все части коаксиальной линии находятся внутри перехода и не доступны для подвода. Такая необходимость возникает при подключении выхода коаксиальной линии перехода, например, к активному элементу схемы устройства.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение возможности подвода к концу полоска разомкнутого симметричного полоскового четвертьволнового шлейфа напряжения постоянного тока, так как этот конец находится снаружи конструкции перехода.

Заявленный переход с волновода прямоугольного сечения на симметричную полосковую линию обладает совокупностью существенных признаков, неизвестных из уровня техники для изделий подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения.

Заявляемый полосково-волноводный переход, по мнению заявителя и авторов, соответствует критерию «изобретательский уровень», т.к. для специалистов он явным образом не следует из уровня техники, т.е. не известен из доступных источников научной, технической и патентной информации на дату подачи заявки.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется при помощи рисунков.

На Фиг. 1 представлен разрез перехода по продольной оси волновода и полосковой линии.

На Фиг. 2 показан вид перехода со стороны широкой стенки волновода.

На Фиг. 3 изображён поперечный разрез перехода в месте разделённой стенки.

Полосково-волноводный переход содержит отрезок 1 регулярного волновода прямоугольного сечения, в зоне перехода повёрнутого на 180 градусов с закороченным четвертьволновым отрезком повёрнутой части 2, а в месте поворота между широкими стенками отрезка волновода 1 и повёрнутым на 180° отрезком 2 находится разделённая на две части по продольной линии симметрии волновода стенка 3 и в ней имеется небольшой проём в который входит по линии симметрии зазора между отрезком волновода 1 отрезком повёрнутой части 2 полосок 4 симметричной полосковой линии 5, состыкованной с торцом поворота регулярного волновода прямоугольного сечения, при этом полосок симметричной полосковой линии 4 проходит через проём разделённой на две части стенки 3 и образует между стенками зазора и полоском разомкнутый на конце симметричный четвертьволновый полосковый шлейф 6. Волновод 1, короткозамкнутый шлейф 2, симметричная полосковая линия 5 и симметричный четвертьволновый полосковый шлейф 6 могут иметь заполнение разными диэлектриками. Волновые сопротивления регулярного волновода и симметричной полосковой линии должны быть равны.

Устройство работает следующим образом.

Поскольку устройство перехода имеет свойство взаимности, то для удобства описания прохождения сигнала, вход сигнала выбран со стороны отрезка 1 волновода прямоугольного сечения.

СВЧ сигнал волны Н10 с отрезка 1 волновода прямоугольного сечения проходит через поворот на 180 градусов в короткозамкнутый волноводный шлейф 2 и, отразившись от короткозамкнутого конца волноводного шлейфа, возвращается в зону поворота в противоположной фазе относительно фазы волны волновода 1 в сечении поворота, трансформируясь в ТЕМ волну для симметричной полосковой линии 4. В зоне поворота волновода прямоугольного сечения разомкнутый на конце симметричный полосковый четвертьволновый шлейф 6 замкнут по СВЧ. Поэтому СВЧ сигнал проходит в симметричную полосковую линию 4 без отражения, так как волновые сопротивления волновода 1 и симметричной полосковой линии 4 равны. При этом имеется возможность подачи напряжения постоянного тока через разомкнутый конец симметричного полоскового четвертьволнового шлейфа 6.

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот, в частности к переходам. Полосково-волноводный переход содержит отрезок регулярного волновода прямоугольного сечения, в зоне перехода повёрнутого на 180 градусов, с закороченным четвертьволновым отрезком повёрнутой части, а в месте поворота находится разделённая на две части стенка и между широкими стенками отрезка волновода и повёрнутым на 180^о отрезком имеется небольшой зазор, в который входит по линии симметрии зазора полосок симметричной полосковой линии, состыкованной с торцом поворота регулярного волновода прямоугольного сечения, при этом полосок симметричной полосковой линии проходит через проём разделённой на две части стенки и образует между стенками зазора и полоском разомкнутый на конце симметричный четвертьволновый полосковый шлейф. Волновод, симметричные полосковые линии, короткозамкнутый четвертьволновый шлейф и разомкнутый симметричный четвертьволновый шлейф могут иметь заполнение разными диэлектриками. Технический результат - создание конструкции соосного полосково-волноводного перехода между регулярным волноводом прямоугольного сечения и симметричной полосковой линией с гальванической развязкой между волноводом и полоском и с возможностью подвода напряжения постоянного тока к полоску. 3 ил.

Соосный полосково-волноводный переход, содержащий отрезок симметричной полосковой линии и отрезок регулярного волновода прямоугольного сечения, имеющие одинаковые волновые сопротивления, отличающийся тем, что отрезок регулярного волновода прямоугольного сечения в зоне перехода повёрнут на 180 градусов, причём повёрнутый отрезок представляет собой закороченный на конце четвертьволновый шлейф, а в месте поворота между широкими стенками отрезка волновода и повёрнутой на 180 градусов отрезком находится разделённая на две части стенка, имеющая небольшой зазор, в который входит по линии симметрии зазора полосок симметричной полосковой линии, состыкованной с торцом поворота регулярного волновода прямоугольного сечения, при этом полосок симметричной полосковой линии проходит через проём разделённой на две части стенки и образует между стенками зазора и полоском разомкнутый на конце симметричный четвертьволновый полосковый шлейф.