АТТЕНЮАТОР ВЫСОКОЙ МОЩНОСТИ РЕГУЛИРУЕМЫЙ Российский патент 2022 года по МПК H01P1/22 

Изобретение относится к технике СВЧ, в частности к волноводным вспомогательным аттенюаторным устройствам, и может быть использовано в измерительных и технологических целях.

Известен аттенюатор миллиметрового диапазона, содержащий отрезок круглого волновода, выполненный в виде подвижной секции, и переходы к прямоугольному волноводу на обоих концах, выполненные в виде неподвижных секций и имеющих прямоугольное поперечное сечение, в каждой секции установлена поглощающая пластина, причем в отрезке круглого волновода - по диаметру, а в переходах поглощающие пластины параллельны широким стенкам прямоугольного сечения и друг другу, при этом поглощающие пластины выполнены диэлектрическими [RU 101868 Н01Р 1/22, опубликовано 27.01.2011]. Недостатком приводимого технического решения является низкий уровень максимально допустимой мощности сигнала.

Также известен переменный аттенюатор сверхвысоких частот, содержащий отрезок волновода, поглотитель и механизм перемещения поглотителя [SU 566281 Н01Р 1/22, опубликовано 25.07.1977]. Недостатком приводимого технического решения является негативное влияние отражаемой волны на источник сигнала.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является переменный аттенюатор, содержащий отрезок волновода с диэлектрическим и ферромагнитным поглощающими элементами и механизм перемещения [SU 497669 Н01Р 1/22, опубликовано 30.12.1975]. Недостатками приводимого технического решения являются ограниченный уровень максимально допустимой мощности сигнала и сложная конструкция, усложняющая производство и исключающая возможность использования устройства в миллиметровом диапазоне длин волн.

Технической задачей предъявляемого решения является обеспечение возможности плавного изменения величины ослабления, вносимого аттенюатором высокой мощности регулируемым, в широких пределах.

Техническая задача решена за счет того, что аттенюатор высокой мощности регулируемый, содержащий волноводный канал, диэлектрический поглотитель и механизм перемещения также содержит двойной волноводный тройник, одно из боковых плеч которого соединено с короткозамыкателем, а другое - с подвижным короткозамыкателем с механизмом перемещения, волноводная согласованная нагрузка, содержащая диэлектрический поглотитель и подключенная к одному из двух оставшихся плеч двойного волноводного тройника, и циркулятор, первое плечо которого соединено с другим оставшимся плечом двойного волноводного тройника, а второе и третье плечи являются выходом и входом устройства.

Волноводная согласованная нагрузка может быть выполнена в виде волноводной согласованной нагрузки высокого уровня мощности.

Циркулятор может быть выполнен в виде Y-циркулятора.

Циркулятор может быть выполнен в виде фазового циркулятора.

Заявляемое устройство обладает совокупностью существенных признаков, не известных из уровня техники для устройств подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения.

Также заявляемое устройство, по мнению заявителя и авторов, соответствует критерию «изобретательский уровень», так как 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 технического решения поясняется при помощи рисунков, где:

- на фиг. 1 приведена электрическая принципиальная схема аттенюатора высокой мощности регулируемого при соединении циркулятора с Н-плечом двойного волноводного тройника;

- на фиг. 2 приведена электрическая принципиальная схема аттенюатора высокой мощности регулируемого при соединении циркулятора с Е-плечом двойного волноводного тройника.

Аттенюатор высокой мощности регулируемый состоит из двойного волноводного тройника 2, одно из боковых плеч которого соединено с короткозамыкателем 4, а другое - с подвижным короткозамыкателем 5 с механизмом перемещения, волноводной согласованной нагрузки 3, содержащей диэлектрический поглотитель и подключенной к одному из двух оставшихся плеч двойного волноводного тройника 2, и циркулятора I, второе плечо которого соединено с другим оставшимся плечом двойного волноводного тройника 2, а первое и третье плечи являются входом 6 и выходом 7 устройства соответственно.

Аттенюатор высокой мощности регулируемый работает следующим образом.

Электромагнитная волна, поступающая на вход 6 аттенюатора высокой мощности регулируемого, через циркулятор 1 попадает в двойной волноводный тройник 2 и делится поровну между его боковыми плечами. При этом сигналы в боковых плечах могут быть синфазными, если циркулятор 1 присоединен к Н-плечу двойного волноводного тройника 2 (фиг. 1), или противофазными, если циркулятор 1 присоединен к Е-плечу (фиг. 2). Если длина боковых плеч равна, сигналы после отражения от короткозамыкателя 4 и подвижного короткозамыкателя 5, сложившись, вернутся в плечо, соединенное с циркулятором 1. Если же длина боковых плеч отличается на λ/4, величина фазовых набегов для сигналов в боковых плечах будет отличаться на 180°, и сигналы, сложившись, попадут в плечо, соединенное с волноводной согласованной нагрузкой 3. При разности длин плеч в диапазоне между 0 и λ/4 часть сигнала будет возвращаться в циркулятор 1, а часть - поступать на волноводную согласованную нагрузку 3. Таким образом, перемещая подвижный короткозамыкатель 5 при помощи механизма перемещения, можно управлять длиной одного из боковых плеч, и, следовательно, изменять величину мощности на выходе 7 от минимального значения, определяемого собственным коэффициентом стоячей волны по напряжению (КСВН) двойного волноводного тройника 2 и волноводной согласованной нагрузки 3, до максимального значения, определяемого потерями в волноводном тракте устройства.

Использование волноводной согласованной нагрузки высокой мощности в качестве волноводной согласованной нагрузки 3 увеличивает максимальную рассеиваемую мощность, и, следовательно, позволяет работать со входными сигналами высокой мощности.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является возможность плавного изменения величины ослабления, вносимого аттенюатором высокой мощности регулируемым, от минимального значения, определяемого собственным КСВН двойного волноводного тройника и волноводной согласованной нагрузки, до максимального значения, определяемого потерями в волноводном тракте устройства. Для реализации предлагаемого устройства в условиях серийного производства нет необходимости разработки сложных технологических приспособлений и использования дорогостоящих технологических процессов.

Были изготовлены образцы аттенюатора высокой мощности регулируемого, которые подтвердили правильность и практическую реализуемость описанного технического решения. Это подтверждает соответствие данного технического решения соответствии критерию «промышленная применимость» для изобретения.

Изобретение относится к СВЧ технике. Аттенюатор высокой мощности регулируемый содержит волноводный канал, диэлектрический поглотитель и механизм перемещения. В его состав введены двойной волноводный тройник, одно из боковых плеч которого соединено с короткозамыкателем, а другое - с подвижным короткозамыкателем с механизмом перемещения, волноводная согласованная нагрузка, содержащая диэлектрический поглотитель и подключенная к одному из двух оставшихся плеч двойного волноводного тройника, и циркулятор, второе плечо которого соединено с другим оставшимся плечом двойного волноводного тройника, а первое и третье плечи являются входом и выходом устройства соответственно. Волноводная согласованная нагрузка может быть выполнена в виде волноводной согласованной нагрузки высокого уровня мощности. Циркулятор может быть выполнен в виде Y-циркулятора или в виде фазового циркулятора. Технический результат - возможность плавного изменения величины ослабления, вносимого аттенюатором высокой мощности регулируемым, от минимального значения, определяемого собственным КСВН двойного волноводного тройника и волноводной согласованной нагрузки, до максимального значения, определяемого потерями в волноводном тракте устройства. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Аттенюатор высокой мощности регулируемый, содержащий волноводный канал, диэлектрический поглотитель и механизм перемещения, отличающийся тем, что в его состав введен двойной волноводный тройник, одно из боковых плеч которого соединено с короткозамыкателем, а другое - с подвижным короткозамыкателем с механизмом перемещения, волноводная согласованная нагрузка, содержащая диэлектрический поглотитель и подключенная к одному из двух оставшихся плеч двойного волноводного тройника, и циркулятор, второе плечо которого соединено с другим оставшимся плечом двойного волноводного тройника, а первое и третье плечи являются входом и выходом устройства соответственно.

2. Аттенюатор высокой мощности регулируемый по п. 1, отличающийся тем, что волноводная согласованная нагрузка выполнена в виде волноводной согласованной нагрузки высокого уровня мощности.

3. Аттенюатор высокой мощности регулируемый по п. 1, отличающийся тем, что циркулятор выполнен в виде Y-циркулятора.

4. Аттенюатор высокой мощности регулируемый по п. 1, отличающийся тем, что циркулятор выполнен в виде фазового циркулятора.