Волноводный направленный ответвитель Российский патент 2024 года по МПК H01P5/18 

Область применения

Изобретение относится к области техники диапазона сверхвысоких (СВЧ) частот, в частности к устройствам отбора мощности, может быть применено в разных отраслях радиоэлектроники как в качестве самостоятельных устройств в волноводных линиях, так и в качестве элементов радиоэлектронной аппаратуры для разделения падающих и отраженных волн, а также направленного отбора мощности из первичного канала во вторичный канал.

Уровень техники

Известен волноводный направленный ответвитель (заявка US2820203A, МПК H01P5/18, опубл. 14.01.1958), который состоит из двух волноводов прямоугольного сечения, соединенных общей стенкой, на поверхности которой выполнены в два параллельных ряда отверстия круглой формы, смещенные в продольном направлении относительно друг друга на четверть длины волны. Один из выходов вторичного волноводного канала, ориентирован по направлению линий электрического поля волноводного канала. Другой выход вторичного волноводного канала окончен резистивной нагрузкой для снижения отражений электромагнитной волны, тем самым улучшая в целом, общую электромагнитную взаимосвязь первичного и вторичного каналов.

Недостатком данного перехода является ограниченная область применения, а именно, невозможность его применения в волноводах отечественного производства ввиду различных размеров сечений волноводного тракта.

Сущность изобретения

Основной технической задачей заявляемого изобретения является создание конструкции волноводного направленного ответвителя СВЧ мощности, применение которого возможно в волноводах отечественного производства.

Техническим результатом заявляемого решения является расширение области применения.

Сущность изобретения

Технический результат достигается за счёт того, что в волноводном направленном ответвителе, выполненном в металлическом корпусе, состоящем из основного и вспомогательного волновода прямоугольного сечения, частично соединенных по смежной стенке, корпуса которых выполнены в виде совмещенных оснований и крышки, и выходы которых выполнены в виде фланцев со сквозными отверстиями, а полученная комбинация полостей основного и вспомогательного волноводов образуют первичный и вторичный отрезки волноводных каналов, соответственно, электромагнитная связь между которыми образована при помощи сквозных отверстий связи, выполненных на смежной стенке волноводов в два ряда, и удаленных на одинаковое расстояние от оси симметрии волноводных каналов, один из выходов вторичного отрезка волноводного канала окончен резистивной нагрузкой, выполняющей функцию поглощающего элемента, согласно предложенному решению, второй из выходов вторичного отрезка волноводного канала ориентирован по направлению линий магнитного поля, отверстия в рядах сквозных отверстий связи расположены симметрично относительно оси симметрии волноводных каналов, а поглощающий элемент выполнен в виде четырехгранной призмы, в гранях которой лежат равнобедренные треугольники, при этом высота призмы равна половине длины отрезка вспомогательного волновода в корпусе, ориентированного вдоль оси смежной стенки.

В частном случае выполнения, в волноводном направленном ответвителе выходные фланцы выполнены прямоугольной формы.

Краткое описание чертежей

Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан местный продольный разрез основных составляющих элементов заявляемой конструкции; на фиг. 2 показан вид вторичного отрезка волноводного канала, элементов связи и выходов первичного отрезка волноводного канала; на фиг. 3 показан вид первичного отрезка волноводного канала и элементов связи. В таблицах 1 и 2 (см. в графич. части) представлены характеристики заявляемого устройства, соответствующие уровню ответвления в минус 15 дБ и минус 40 дБ, соответственно.

1 – участок электромагнитной связи между первичным и вторичным волноводными каналами;

2 – выход вторичного отрезка волноводного канала;

3 – выход первичного отрезка волноводного канала;

4 – выход первичного отрезка волноводного канала;

5 – крышка вторичного отрезка волноводного канала;

6 – корпус первичного и вторичного отрезков волноводных каналов;

7 – крышка первичного отрезка волноводного канала;

8 – элемент поглощения электромагнитной волны;

9 – винты для фиксации крышек;

10 – отверстия связи;

11 – смежная стенка первичного и вторичного отрезков волноводных каналов;

12 – вторичный отрезок волноводного канала;

13 – первичный отрезок волноводного канала;

14 – фланцевые поверхности корпуса;

15 – фланцевая поверхность крышки вторичного отрезка волноводного канала;

16 – фланцевая поверхность крышки первичного отрезка волноводного канала;

17 – отверстия на фланцевой поверхности.

Осуществление изобретения

Изобретение представляет собой волноводный направленный ответвитель, образованный металлическим корпусом, состоящим из двух отрезков волноводного канала определенной длины, связанных между собой по широкой смежной стенке корпуса, на торцевых поверхностях которого имеются фланцевые поверхности прямоугольного сечения. Первичный отрезок 13 волноводного канала состоит из: крышки 7, на торцах которой выполнены фланцевые поверхности 16 прямоугольной формы со сквозными отверстиями 17 круглой формы. Крышка 7, в свою очередь, прижимается фиксирующими винтами 9 к корпусу 6, образуя тем самым первичный отрезок 13 волноводного канала прямоугольного сечения, на торцах которого образуются выходы 3 и 4, соответственно. Вторичный отрезок 12 волноводного канала включает в себя крышку 5, имеющую форму прямоугольного параллелепипеда, которая прижимается фиксирующими винтами 9 к корпусу 6, образуя тем, самым вторичный отрезок 12 волноводного канала прямоугольного сечения. Стоит указать на то, что торцевой выход 2 вторичного отрезка 12 волноводного канала, также имеющего фланцевые поверхности прямоугольной формы 14 и 15, ориентирован по направлению линий магнитного поля.

Электромагнитная связь между отрезками первичного 13 и вторичного 12 волноводных каналов, образуется при помощи участка связи 1 с отверстиями связи 10, расположенными в два параллельных ряда на смежной стенке 11 по отношению друг к другу и направленными вдоль оси симметрии. Согласование первичного 13 и вторичного 12 отрезков волноводного канала осуществляется при помощи поглощающего элемента 8, который устанавливается на внутреннюю торцевую поверхность выхода во вторичном отрезке 12 волноводного канала. Поглощающий элемент 8 выполнен в виде четырехгранной призмы, в гранях которой лежат равнобедренные треугольники, при этом высота призмы равна половине длины отрезка вспомогательного волновода в корпусе, ориентированного вдоль оси смежной стенки.

Устройство работает следующим образом.

Поступившая электромагнитная волна H₁₀ на выход 3 первичного волноводного канала, распространяется по нему в продольном направлении, и, проходя через участок электромагнитной связи 1, возбуждает две волны, равные по амплитуде и противоположные по фазе на отверстиях связи 10. В результате чего, внутри вторичного отрезка волноводного канала 2, также возникает электромагнитная волна H₁₀, распространяющаяся в обе стороны от отверстий связи 10 вдоль всего канала. Волны, распространяющиеся от отверстий связи 10 в направлении, противоположном направлению распространения СВЧ-сигнала, складываются противофазно, и их амплитуды вычитаются. Волны, распространяющиеся от отверстий связи 10 в направлении, совпадающим с распространением СВЧ-сигнала, поступают на выход 2 вторичного отрезка волноводного канала 12.

Заявляемая конструкция волноводного ответвителя подходит для применения в волноводах отечественного производства, что подтверждает заявляемый результат наряду с обеспечением оптимальных значений уровня направленности и уровня возвратных потерь волноводных выходов.

В таблицах 1, 2 (см. в графич. части) показаны характеристики заявляемых устройств, полученные при их работе, соответственно, с обеспечением по ответвлению минус 15 дБ и минус 40 дБ, соответственно, что подтверждает возможность его применения в волноводах отечественного производства.

Изобретение относится к области техники диапазона сверхвысоких частот. Волноводный направленный ответвитель выполнен в металлическом корпусе, состоящем из основного и вспомогательного волновода прямоугольного сечения, частично соединенных по смежной стенке, корпуса которых выполнены в виде совмещенных оснований и крышки, и выходы которых выполнены в виде фланцев со сквозными отверстиями, а полученная комбинация полостей основного и вспомогательного волноводов образуют первичный и вторичный отрезки волноводных каналов соответственно. Электромагнитная связь между ними образована при помощи сквозных отверстий связи, выполненных на смежной стенке волноводов в два ряда и удаленных на одинаковое расстояние от оси симметрии волноводных каналов. Один из выходов вторичного отрезка волноводного канала окончен резистивной нагрузкой, выполняющей функцию поглощающего элемента. Второй из выходов вторичного отрезка волноводного канала ориентирован по направлению линий магнитного поля, отверстия в рядах сквозных отверстий связи расположены симметрично относительно оси симметрии волноводных каналов, а поглощающий элемент выполнен в виде четырехгранной призмы, в гранях которой лежат равнобедренные треугольники, при этом высота призмы равна половине длины отрезка вспомогательного волновода в корпусе, ориентированного вдоль оси смежной стенки. Технический результат - расширение области применения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

1. Волноводный направленный ответвитель, выполненный в металлическом корпусе, состоящий из основного и вспомогательного волновода прямоугольного сечения, частично соединенных по смежной стенке, корпуса которых выполнены в виде совмещенных оснований и крышки, и выходы которых выполнены в виде фланцев со сквозными отверстиями, а полученная комбинация полостей основного и вспомогательного волноводов образуют первичный и вторичный отрезки волноводных каналов соответственно, электромагнитная связь между которыми образована при помощи сквозных отверстий связи, выполненных на смежной стенке волноводов в два ряда и удаленных на одинаковое расстояние от оси симметрии волноводных каналов, один из выходов вторичного отрезка волноводного канала окончен резистивной нагрузкой, выполняющей функцию поглощающего элемента, отличающийся тем, что второй из выходов вторичного отрезка волноводного канала ориентирован по направлению линий магнитного поля, отверстия в рядах сквозных отверстий связи расположены симметрично относительно оси симметрии волноводных каналов, а поглощающий элемент выполнен в виде четырехгранной призмы, в гранях которой лежат равнобедренные треугольники, при этом высота призмы равна половине длины отрезка вспомогательного волновода в корпусе, ориентированного вдоль оси смежной стенки.

2. Волноводный направленный ответвитель по п. 1, отличающийся тем, что выходные фланцы выполнены прямоугольной формы.