УГОЛКОВЫЙ ИЗГИБ ФИДЕРНОГО ТРАКТА Российский патент 2024 года по МПК H01P1/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к устройствам СВЧ, и может быть использовано в волноводной и антенной технике.

Уровень техники

Известно техническое решение, состоящее из возбуждаемого отрезком коаксиальной линии цилиндрического резонатора, в котором установлен цилиндр, соединенный с внутренним проводником отрезка коаксиальной линии и образующий входной и выходной радиальные волноводы, объединенные плавным изгибом с углом поворота 180° [Устройства СВЧ и антенны. Проектирование фазированных антенных решеток: Учеб. пособие для вузов / Под ред. Д.И. Воскресенского. Изд. 4-е, перераб. и доп. - М.: Радиотехника, 2012 г., с. 651, рис. 5.7.2. (а)].

Недостатками данного технического решения являются:

- отсутствие возможности реализации изгиба с углом поворота 90°;

- большие габаритные размеры плавного изгиба, приводящие к увеличению размеров конструкции фидерного тракта;

- конструктивно-технологическая сложность изготовления, связанная с выполнением радиального сопряжения боковой поверхности и оснований цилиндра и цилиндрического резонатора, а также установкой цилиндра в объем цилиндрического резонатора;

- сложность обеспечения работоспособности при воздействии внешних механических факторов, связанная с необходимостью обеспечения жестким креплением цилиндра в объем цилиндрического резонатора;

- сложность реализации в высокочастотных диапазонах длин волн, связанная с высокой точностью изготовления, в том числе с обеспечением точного позиционирования цилиндра внутри цилиндрического резонатора;

- высокая стоимость изготовления, связанная с высокой трудоемкостью изготовления;

- малая пригодность для крупносерийного производства.

Перед авторами стояла задача создания уголкового изгиба фидерного тракта, лишенных данных недостатков.

Раскрытие сущности изобретения

Техническим результатом является возможность реализации уголкового изгиба с углом поворота 90°, уменьшение габаритных размеров, повышение технологичности изготовления, который достигается за счет того, что предложен уголковый изгиб фидерного тракта, содержащий радиальный волновод, образованный нижней и верхней стенками и возбуждаемый входным фидером, подключенным к одной из стенок радиального волновода, и отрезок коаксиальной линии передачи, продольная ось которого параллельна продольной оси входного фидера, причем внутренний и внешний проводники отрезка коаксиальной линии передачи совмещены соответственно с верхней и нижней стенками радиального волновода, при этом на внешнем проводнике отрезка коаксиальной линии передачи и совмещенной с ним нижней стенке радиального волновода расположен элемент согласования.

Элемент согласования может быть реализован в виде цилиндрической трубы, внешняя боковая поверхность которой совпадает с внешним проводником отрезка коаксиальной линии передачи, а одно из оснований цилиндрической трубы совпадает с нижней стенкой радиального волновода.

Элемент согласования может быть реализован в виде фаски, выполненной в месте совмещения внешнего проводника отрезка коаксиальной линии передачи и нижней стенки радиального волновода.

Входной фидер может быть реализован в виде отрезка коаксиальной линии.

Входной фидер может быть расположен на верхней стенке радиального волновода и реализован в виде отрезка круглого волновода, соосно которому на нижнюю стенку радиального волновода введен дополнительный элемент согласования, выполненный в виде фигуры вращения.

Соосно отрезку круглого волновода может быть введен дополнительный отрезок круглого волновода, расположенный между отрезком круглого волновода и верхней стенкой радиального волновода.

Входной фидер может быть расположен на нижней стенке радиального волновода и реализован в виде отрезка круглого волновода, соосно которому на верхнюю стенку радиального волновода введен дополнительный элемент согласования, выполненный в виде фигуры вращения.

Соосно отрезку круглого волновода может быть введен дополнительный отрезок круглого волновода, расположенный между отрезком круглого волновода и нижней стенкой радиального волновода.

Заявляемый уголковый изгиб фидерного тракта обладает совокупностью существующих признаков, не известных из уровня техники для изделий подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "новизна" для изобретения.

Заявляемый уголковый изгиб фидерного тракта, по мнению заявителя и авторов, соответствует критерию «изобретательский уровень», т.к. для специалистов она явным образом не следует из уровня техники, т.е. не известен из доступных источников научной, технической и патентной информации на дату подачи заявки.

Краткое описание чертежа

Сущность предлагаемого решения поясняется с помощью чертежа, на котором представлен разрез уголкового изгиба фидерного тракта вдоль его продольной оси.

Осуществление изобретения

В качестве примера рассмотрен уголковый изгиб фидерного тракта, в котором элемент согласования реализован в виде цилиндрической трубы, а входной фидер выполнен в виде отрезка круглого волновода.

Уголковый изгиб фидерного тракта состоит из радиального волновода 1, образованного нижней и верхней стенками, и отрезка коаксиальной линии передачи 2, внутренний и внешний проводники которого совмещены соответственно с верхней и нижней стенками радиального волновода 1. На внешнем проводнике отрезка коаксиальной линии передачи 2 и совмещенной с ним нижней стенкой радиального волновода 1 расположен элемент согласования 3, реализованный в виде цилиндрической трубы. К верхней стенке радиального волновода 1 подключен дополнительный отрезок круглого волновода 4 с соосно соединенным отрезком круглого волновода 5, продольная ось которых параллельна продольной оси отрезка коаксиальной линии передачи 2. На нижнюю стенку радиального волновода 2 соосно отрезку круглого волновода 5 установлен дополнительный элемент согласования 6, выполненный в виде стержня, расположенного на коническом пьедестале.

Устройство работает следующим образом:

электромагнитная волна, поступающая на вход отрезка круглого волновода 5, проходит через дополнительный отрезок круглого волновода 4 в радиальный волновод 1, распространяясь по которому, поворачивает на угол 90° и поступает на вход отрезка коаксиальной линии передачи 2. Согласование уголкового изгиба фидерного тракта по КСВН обеспечено за счет выбора размеров дополнительного отрезка круглого волновода 4, элемента согласования 3 и дополнительного элемента согласования 6.

Для подтверждения правильности выбранного технического решения на предприятии был изготовлен ряд образцов уголковых изгибов фидерного тракта Ka-диапазона, у которых в полосе рабочих частот не менее 3% КСВН не превышает значения 1,10.

На основании произведенных испытаний можно сделать вывод, что уголковый изгиб фидерного тракта по своим электрическим характеристикам не уступает аналогам, но при этом имеет преимущество в конструктивно-технологическом исполнении, что подтверждает соответствие заявляемого решения критерию «промышленная применимость» для изобретения.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к устройствам СВЧ, и может быть использовано в волноводной и антенной технике. Уголковый изгиб фидерного тракта состоит из радиального волновода 1, образованного нижней и верхней стенками, и отрезка коаксиальной линии передачи 2, внутренний и внешний проводники которого совмещены соответственно с верхней и нижней стенками радиального волновода 1. На внешнем проводнике отрезка коаксиальной линии передачи 2 и совмещенной с ним нижней стенке радиального волновода 1 расположен элемент согласования 3, реализованный в виде цилиндрической трубы. К верхней стенке радиального волновода 1 подключен дополнительный отрезок круглого волновода 4 с соосно соединенным отрезком круглого волновода 5, продольная ось которых параллельна продольной оси отрезка коаксиальной линии передачи 2. На нижнюю стенку радиального волновода 1 соосно отрезку круглого волновода 5 установлен дополнительный элемент согласования 6, выполненный в виде стержня, расположенного на коническом пьедестале. Технический результат - возможность реализации уголкового изгиба с углом поворота 90°, уменьшение габаритных размеров, повышение технологичности изготовления. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Уголковый изгиб фидерного тракта, содержащий радиальный волновод, образованный нижней и верхней стенками и возбуждаемый входным фидером, подключенным к одной из стенок радиального волновода, и отрезок коаксиальной линии передачи, продольная ось которого параллельна продольной оси входного фидера, причем внутренний и внешний проводники отрезка коаксиальной линии передачи совмещены соответственно с верхней и нижней стенками радиального волновода, при этом на внешнем проводнике отрезка коаксиальной линии передачи и совмещенной с ним нижней стенке радиального волновода расположен элемент согласования.

2. Уголковый изгиб фидерного тракта по п. 1, отличающийся тем, что элемент согласования реализован в виде цилиндрической трубы, внешняя боковая поверхность которой совпадает с внешним проводником отрезка коаксиальной линии передачи, а одно из оснований цилиндрической трубы совпадает с нижней стенкой радиального волновода.

3. Уголковый изгиб фидерного тракта по п. 1, отличающийся тем, что элемент согласования реализован в виде фаски, выполненной в месте совмещения внешнего проводника отрезка коаксиальной линии передачи и нижней стенки радиального волновода.

4. Уголковый изгиб фидерного тракта по п. 1, отличающийся тем, что входной фидер реализован в виде отрезка коаксиальной линии.

5. Уголковый изгиб фидерного тракта по п. 1, отличающийся тем, что входной фидер расположен на верхней стенке радиального волновода и реализован в виде отрезка круглого волновода, соосно которому на нижнюю стенку радиального волновода введен дополнительный элемент согласования, выполненный в виде фигуры вращения.

6. Уголковый изгиб фидерного тракта по п. 5, отличающийся тем, что соосно отрезку круглого волновода введен дополнительный отрезок круглого волновода, расположенный между отрезком круглого волновода и верхней стенкой радиального волновода.

7. Уголковый изгиб фидерного тракта по п. 1, отличающийся тем, что входной фидер расположен на нижней стенке радиального волновода и реализован в виде отрезка круглого волновода, соосно которому на верхнюю стенку радиального волновода введен дополнительный элемент согласования, выполненный в виде фигуры вращения.

8. Уголковый изгиб фидерного тракта по п. 7, отличающийся тем, что соосно отрезку круглого волновода введен дополнительный отрезок круглого волновода, расположенный между отрезком круглого волновода и нижней стенкой радиального волновода.