Конденсатор переменной емкости Советский патент 1983 года по МПК H01G5/06 

Изобретение ртноситсд к криогенной радиотехнике, в частности, к конструированию элементов радиоаппаратуры, и может быть использовано для точной настройки сверхпроводящих двухконтурных резонансных систем, Например, уэкополосных фильтров предварительной-селекции или режекторныхфильтров. Известен экранированный конденсатор переменной емкости, содержащий двухсекционный нейтральный ротор и разделенный на д-ве секции статор..Секции ротора ,расположены друг за другом вдоль общей оси управления, выполненной из проводящего материала, и укреплены на ней Причем секции ротора расположены, по одну, сторону этой общей оси управления. Секции статора размещены на изолирующих стойках, укрепленны на экране конденсатора ij . Однако размещение секций ротора по одну сторону оси управления вызывает нарушение баланса ротора, что приводит к понижению-виброустойчивости и к уменьшению точности настройки конденсатора переменной емкости. Наиболее близким к изобретению технической сущности является конденсатор переменной емкости, содер жащий корпус с размещенными в нем двумя экранированными секциями, ка дая из которых содержит разделенны на две секции статор и двухсекцион ный сбалансированный ротор, закреп ленный на оси д . Недостаток конструкции заключается в малой точности сопряженной .Застройки секций конденсатора. Это связано с возникновением при глубо ком охлаждении паразитных деформаций за счет местных напряжений в осях управления по их: длине и со скручиванием осей управления по их длине. Эти факторы приводят к тому что. пластины различных роторных секций оказываются повернутыми дру относительно друга на некоторый .угол, в результате чего емкости различных секций конденсатора отличаются друг.от друга. Это отличие невелико, но при использовании такого двухсекционного конденсатор переменной емкости в сверхузкополо .ных(например,сверхпроводящих)резо1нансных контурах указанное угловое смещение пластин приводит к уменьшен точности их сопряжений настройки. Цель изобретения - повьизение то нЬсти сопряженной настройки секций конденсатора. Эта цель достигается тем,что конденсатор переменной емкости, содер жащий корпус с размещенными в нем двумя .экранированными секциями, са дан из которых содержит разделенны на две секции статор и двухсекционный сбалансированный ротор, закрепленный на оси, снабжен подвижной разделительной пластиной, закрепленной на выполненной из диэлектрическог о материала оси и электрически контактирующей с корпусом, причем каждь1е четыре пластины двухсекционных статоров расположены в одной плоскости, и попарно размещег . ны центрально-симметрично относительно диэлектрической оси. На фиг. 1 и 2 схематически изображена конструкция предлагаемого конденсатора переме.нной емкости на фиг. 3 - принципиальная электрическая схема конденсатора. Конденсатор переменной емкости содержит две роторные секции 1 и 2 и четыре статорные секции 3-6. Пластины всех четырех статорных секций 3-6 выполнены в виде секторов, составлякедих одну восьмую часть круга, расположены в одной плоскости и попарно размещены центрально-симметрично диэлектрической оси 7. Роторные секции1 и 2 укреплены на диэлектрической оси 7, расположены по две в одной плоскости центрально симметрично упомянутой оси 7, Статорные секции 3-6 установлены на диэлектрических стойках 8, КонденcaTop переменной емкости размещен в заземленном металлическом корпусе, состоящем из цилиндрической части 9, укреплённых на ней торцовых (крымек 10 и подвижной разделитель|Ной пластины 11. На торцовых крыш.ках 10 укреплены диэлектрические стойки 8 и подшипники 12, в которых закреплена диэлектрическая ось 7 Подвижная разделительная пластина 11 укреплена в проргези диэлектрической оси 7 и имеет электрический контакт с цилиндрической частью 9 корпуса. Статорные секции 3 и 4, составляющие совместно с роторной секцией 1 первую секцию конденсатора переменной емкости, и статорные секции 5 и 6, сос тавляк)щие совместно с .роторной секцией 2 вторую секцию конденсатора, размешены в симметричных относительно диэлектрической оси 7 .квадрантах. При этом надо отметить, что пластины роторных секций 1 и 2 имеют форму, вписывающуюся в сектор круга, отсекаемый радиусами, образующими угол 135. Пластины роторных секций 1 и 2 представляют собой сектор, составляющий одну восьмую часть круга., ,совмещенный по радиусу с частью квадранта,ограниченной кривой /закон измерения которой подчиняется соотношению, I H.6j-Co-k|()-z К.-Л|- K6-1 Ь ° 1Е()

где R -переменный внешний радиус пластин роторных секций 1 и 2; .

г - постоянный внутренний радиус пластин роторных секций 1 и 2 (радиус оси 7); . d - расстояние между статорными 3-6 и роторными 1 и 2 пластинами секций конденсатора;п - число пластин в каждой из «О

секций конденсатора; - диэлектрическая проницаемость материала диэлектрика; . Со начальная емкость, секции

конденсатора;: 15

ot - угол поворота пластин potopных секций. 1 и 2; Kj - коэффициент.перекрытия диапазона по частоте.

пластин роторных секций 20 1 и 2 выбрана из соображений приблиения характеристики перестройки емкости конденсатора к прямочастотной, что способствует повышению точности настройки на заданную частоту. 25

Количество расположенных вдоль иэлектрической оси 7 пластин в кажой и,з статорных секций 3-6 одинаково и выбирается: в зависимости от величины максимальной емкости, кото- ,« рую Необходи1 ю получить. Электрическое соединение конденсатора переменной емкости с внешними цепями осуествляется с помощью выводов 13, соединенных со статорными секциями 3-6.35

На принципиальной электрической схеме (фиг. 3 .) предлагаемого конденсатора переменной емкости обозначены: С, - емкость между пластинами секции 1 и статорной .секцией О 3; С( - емкость между пластинами роТо:рной секции 1 и статорной секции 4; cj - емкость между пластинами роторной секции 2 и статорной секции 5} clj - емкость между пластинами ротор- 45 ной секции 2 и статорной секции 6.

Емкости С и Образуют совМест-i но емкость первой секции конденсатора, а С и с - емкость второй секции конденсатора переменной емкости. 50 Секции конденсатора экранированы заземленным корпусом. Конденсатор переменной емкости выполнен с разделенным статором .для избежания скользящего контакта.

При вращении диэлектрической оси 7 в подшипниках 12 изменяется площадь перекрытия пластин роторной секции 1 и статорных секций 3 и 4, а также пластин роторной секции 2 и статорных секций 5 и 6.

I - ,

Таким образом, осуществляется сопряженное изменение величины емкости секций, конденсатора переменно емкости. Подвижная разделительная пластина 11 вращается совместно с диэлектрической осью 7, при этом обспечивается постоянный электрический контакт подвижной разделительн пластины 11 и цилиндрической части 9 корпуса. Угол поворота диэлектрической оси 7 при перестройке величины емкости конденсатора переменной ёмкости составляет 90.

Предлагаемая конструкция конденсатора переменной емкости обеспечивает повышенную точность сопряженной настройки за счет описанного расположения статорных секций 3-6 и роторных секций 1 и 2. В связи с тем, что пластины обеих роторных сеций 1 и 2 укреплены по две в каждой плоскости на одном участке диэлек.трической оси 7 при соответствукяцем расположении пластин статорных секций 3-6, скручивание оси, а также .ее различные по длине деформации, возникакяцие при глубоком охлаждении не влияют на точность сопряженной . настройки секций конденсатора.

Конденсао р переменной емкости предлагаемой конструкции представляет собой малогабаритный компактный модуль, обеспечивающий возможность точной сопряженной перестройк обоих контуров резонансной системы с помощью одной диэлектрической оси :Форма и расположение пластин секций конденсатора, а также указанное крепление подвижной разделительной .пластины корпуса обеспечивают рациоанальное использование объема кЬндвн сатора

10

фи 2

О

КОНДЕНСАТОР ПЕРЕМЕННОЙ ЕМКОСТИ, содержащий корпус с размещенными в нем двумя экранированньлъш секциями, каждая из которых содержит разделенный на две секции статор и двухсекционный сбаланси4)ованный ротор, эакрепленйый на оси, отл..ичаюадийся тем, что, .с целью покушения точности сопряженной настройки секций конденсатора, он снабжен подвижной разделительной штастиной, закрепленной на выполненной из диэлектрического материала оси и электрически контактирующей с корпусом, причем каждые четыре пластины двухсекционных статоров расположены в одной плоскости и попарно размещены центрально-симметрично относительно диэлектричег .ской оси.