Переменный сверхвысокочастотный аттенюатор Советский патент 1983 года по МПК H01P1/22 

(5) ПЕРЕМЕННЫЙ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ АТТЕНЮАТОР

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при построении различных измерительных устройств, в частности, в системах измерения мсЗдуля и фазы коэффициента прохождения при исследовании электри ческой толщины диэлектрических изделий с высокой точностью. Известен переменный сверхвысокоча тотный аттенюатор поляризационного типа, состоящий из трех волноводных секций, крайние из которых являются переходными от прямоугольного волновода к цилиндрическому и закреплены неподвижно. Средняя секция представляет собой волновод круглого сечения и может вращаться вокруг -продольной оси. Внутри каждой секции имеется по глощающая пластина с поверхностным сопротивлением несколько сот Ом на квадратный сантиметр. В крайних секциях эти пластины расположены параллельно широким стенкам волновода и выполняют роль фильтра. В круглом волноводе пластина расположена по диаметру 1 . К недостаткам такого аттенюатора относится сложность и громоздкость конструкции и сравнительно высокое значение начального затухания (порядка 0,1 дБ), что ограничивает его применение при изменении слабых сравнимых с величиной начального затухания сигналов. Известен переменный сверхвысокочастотный аттенюатор, содержащий прямоугольный волновод с продольной щелью в середине одной из широких стенок, через которую введена регулирующая пластина, установленная параллельно узким стенкам с возможностью перемещения перпендикулярно широкой стенке. Указанный аттенюатор прост по конструкции tZ Недостатком известного переменного аттенюатора является влияние вносимого регулируемого затухания на фазу проходящей электромагнитной волны, 1 т.е. фаза эпектря 1Лгн1тчс1Г) поля на выходе есть Beni-iJMHfi поременная и может отличаться or фазы на входе на величину, измеряемую десятками градусов. Цель изобретения - уменьшение влия ния регулируемого затухания на фазу проходящей электромагнитной волны. Для достижения поставленной цели в переменном сверхвысокочастотном аттенюаторе по оси прямоугольного волновода параллельно широким стенкам, размещена металлическая перегородка со щелью под регулирующую пластину, а регулирующая пластина выполнена из диэлектрика и имеет форму параллелограмма, высота которого не превышает половины размера узкой стенки прямоугольного волновода. На фиг. 1 показана конструкция переменного сверхвысокомастотного аттенюатора; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 эпюры напряжений. Переменный сверхвь1сокочастотиый ат тенюатор состоит из прямоугольного волновода 1 с продольной щелью 2 в середине одной из широких стенок 3, через которую введена регулирующая плас тина i, выполненная из диэлектрика и имеющая форму параллелограмма, высота которого не превышает половины размера узкой стенки Ц. Регулирующая пластина 4 установлена параллельно узким стенкам 5 с возможностью перемещения перпендикулярно широким стенкам 3 По оси прямоугольного волновода 1 раз мещена параллельно широким стенкам 3 металлическая перегородка 6 со щелью 7 под регулирующую пластину . Аттенюатор работает следующим образом. Сверхвысокочастотный сигнал, поступающий на вход, делится на две равные части, так как прямоугольный волновод 1, разделенный на две части металлической перегородкой 6, аналогичен делителю электромагнитной энергии Предположим, что в начальный момент регулирующая пластина k расположена в щели 7 симметрично относительно плоскости металлической перегородки 6. Тогда при условии изотропности диэлектрика регулирующей пластины по толщине и однородности матери.ала, а также симметричности частей прямоугольного волновода 1 обе части сверхвысокочастотного сигнала И. и 1,1- приобретают одииакосыГ Фаз.)Пьи сдвиг и на BbiXVl .-;,м-СМ1 -Ч-1( f Рм/1-|-П-1ДТ 1 12 сумма этих сигналов Uy- (без учета потерь) равна по модулю сигналу, который поступает на вход, но по фазе cfrстает от входного на угол Р (фиг. За) , т.е. затухание сигнала , пройденного через аттенюатор, ра&йо нулю, но зато имеется начальный фазовый сдвиг, При перемещении регулирующей пластины k относительно плоскости металлимеской перегородки 6 фазовые сдвиги в обеих частях прямоугольного волновода 1 меняются разнополярно, т.е. в увеличиваются (+ Ч} в результате того, что там находится большая часть регулирующей пластины , а в другой части прямоугольного волновода 1 уменьшаются (-ЛЧ) вследствие того, что в ней расположена -меньшая часть регулирующей пластины . Сумма сигналов U и U fj на выходе Uy- есть векторная сумма, которая является функцией разнополярных неравных фазовых сдвигов +й и - йЧ (фиг. 3). Размеры регулирующей пластины 4, т.е. ее длина и толщина, а также величина диэлектрической проницаемости материала выбираются из условия получения необходимой величины затухания. Высота ее вдвое меньше внутреннего размеpa узкой стенки 5.прямоугольного волновода 1. Это сделано для того, что регулирующая пластина могла полностью погрузиться в одну из двух частей прямоугольного волновода 1. При этом электромагнитная волна получает максимальный фазовый сдвиг. По форме регулирующая пластина k должна быть такой, чтобы при перемещении в щели 7 перпендикулярно плоскости металлической перегородки 6 она создавала равные, но разнополярные фазовые сдвиги. Это может быть в случае, когда выполняется условие: площадь регулирующей пластины Ц, на которую она уменьшилась в одной части прямоугольного волновода 1 (например, над металлической перегородкой 6), равна площади, на которую она увеличилась в другой части. Выполнение регулирующей пластины в виде параллелограмма удовлетворяет этому условию. Скосы регулирующей пластины i необходимы для устранения отражений электромагнитного поля. При этом в одном из крайних положении (т.е. когда регулирующая пластина Ц находится в одной из частей прямоугольного волисию да О регулируются пластина k BH(I,MI максимальный гЬаповый сдвиг. Предлагаемый переменный сверхвысокочастотный -аттенюатор устраняет влияние регулируемого затухания, вносимого им, на величину фазы сигнала, т.е. фаза сигнала на выходе остается постоянной в широком диапазоне измене ния затухания, что позволяет при использовании его в различных измерительных устройствах повысить точность измерения и упростить их конструкцию. Формула изобретения Переменный сверхвысокочастотный аттенюатор, содержащий прямоугольный волновод с продольной щелью в середине одной из широких стенок, через которую введена регулирующая пластина, установленная параллельно узким стенкам с возможностью перемещения перпен дикулярно широкой стенке, отличающийся тем, что, с целью уменьшения влияния регулируемого затухания на фазу проходящей электромагнитной волны, по оси прямоугольного волновода параллельно широким стенкам размещена металлическая перегородка со ЩР.лью под регулирующую пластину, а регулирующая пластина выполнена из диэлектрика и имеет форму параллелог{ амма, высота которого не превышает половины размера узкой стенки прямоугольного волновода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Саусворт Дж. К. Принципы и применения волноврдной передачи. М., Советское радио, 1955 с, 396. 2.Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ, т. 1. М., Высшая школа, 1970, с. 250 (прототип).

Т

/

I

Т

Ф1/г.

г;