Способ сборки замедляющей системы типа цепочки связанных резонаторов СВЧ-приборов Советский патент 1993 года по МПК H01J23/24 H01P11/00 

Изобретение относится к области электроники СВЧ, а именно к способам сборки широкополосных замедляющих систем (ЗС) и может быть использовано при изготовлении СВЧ-приборов, в частности 0-типа.

Известен также способ сборки с последовательной настройкой резонаторов диафрагмированного волновода линейного ускорителя с видом колебаний л 12 на рабочей частоте, в котором после контроля геометрических размеров и разбра1 овки в пределах допуска проводят измерение резонансной частоты вида я /2 закороченной системы, состоящей из кольца, двух полуколец и двух диафрагм с последующей настройкой на рабочую частоту путем изменения одного из ее размеров, например, внутреннего диаметра,

В собранной системе контролируется в рабочей полосе частот уровень коэффициента стоячей волны и затухания.

Таким образом, технологические допуска на геометрические размеры резонаторов компенсируются подбором одного из размеров, что позволяет существенно онизить погрешность предварительного определения частот рабочего вида колебаний и улучшить полосовую характеристику диафрагмированного волновода.

Однако этот способ может быть успешно использован для резонаторов сравнительно больших размеров, т.е. в длинноволновом диапазоне, И простой конструкции при однозначной связи резонансной длины волны рабочего вида с одним из основных геометрических размеров. А главное, улучшение полосовой характеристики достигается в узкой полосе частот, только вблизи рабочего вида колебаний. Метод малоэффективен при изготовлении широкополосных 3 С, как, например, цепочки связанных резонаторов, применяемых в ЛБВ, ширина рабочей полосы которых порядка десяти и более процентов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ сборки замедляющей системы типа цепочки связанных резонаторов СВЧ-приборов, включающий отбраковку резонаторов по геометрическим размерам и собственным резонансным частотам и измерение резонансных частот пары связан ных резонаторов, сборку пар резонаторов в систему и соединение ее с входным и выходным устройством.

Контроль резонансных частот пары связаиных резонаторов и дальнейшая разбраковка резонаторов по этому периметру позволяет улучшить полосовую характеристику системы.

Однако прямым и однозначным методом оценки качества систем является контроль их радиотехнических параметров. Но эти методы пригодны лишь для оценки качества систем в целом, а нередко и вообще только узлов прибора, включающих кроме систем также и ряд других деталей, и не позволяет определить локализацию дефектов (отклонений от номинальных размеров) отдельных элементов системы.

Отсюда и разбраковке подлежат не отдельные резонаторы, а системы целиком вместе с другими деталями.

Таким образом, изыскание способов сборки ЗС, включающих радиотехнический контроль параметров, применимый для оценки качества и разбраковки в поле допуска задаваемых параметров отдельных резонаторов является актуальным.

Такие способы особенно становятся необходимыми при изготовлении 3 С коротковолнового диапазона, в котором неоднородности в виде случайных отклонений геометрических размеров от номинальных и потери начинают играть существенную роль.

Цель изобретения - повышение процента выхода годных систем.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе сборки замедляющих систем типа цепочки связанных резонаторов СВЧ-приборов, включающем отбраковку резонаторов по геометрическим размерам и собственным резонансным частотам, измерение резонансных частот пары связанных резонаторов, сборку пар резонаторов в систему и соединение ее с входным и выходным устройством, после измерения резонансных частот пары.связанных резонаторов одну из пар устанавливают между входным и выходным устройствами и проводят их согласование, после.чего поочередно устанавливают между согласованными входным и выходным устройствами оставшиеся пары связанных резонаторов, и проводят измерение коэффициента стоячей волны и затухания, при этом для сборки замедляющей системы используют пары резонаторов, у которых отклонение указанных параметров удовлетворяет следующему соотношению;

(5N/x/n,

где б Ni - Допуск на коэффициент стоячей волны, затухание или интервал резонансных частот контролируемых пар резонаторов:

I - номер пары; 5 11010 5 N - допуск срответственно на коэф фициент стоячей волны, затухание или ш тервал резонансных частот всей замедляющей системы; X - вероятность получения годных 3 С;5 п - число пар резонаторов. Кроме того, для сборки используют пары с наибольшей крутизной характеристик коэффициента стоячей волны и затухания на границах полосы пропускания, изменение10 крутизны характеристик пар лежит в пределах ±10%. На фиг. 1 схематически изображено продольное сечение парного резонатора 3 С типа ЦСР с идентичными расположением15 щелей в соседних резонаторах; на фиг.2. продольное сечение парного резонатора 3 С типа ЦСР с повернутым на 180 щелями связи в соседних резонаторах. Парный резонатор состоит из полуколь 20 ца 1 и диафрагмы 2-иди из двух полудиафрагм 3 и одного кольца 4. Способ сборки может быть реализова следую« м образом. Отдельные резонаторы 3 С типа цеж)-25 ки связанных резонаторов после изготоилвния, контроля по геометрическим радмергм. и собственным частотам и разбраковки в поле допуска комплектуются и поступают на контроль резонансных частот,Уи связанных резонаторов с последующей раз-, браковкой в поле допуска. В общем случае при контроле частот короткозамыкающие стенки располагаются по границам элементарных резонаторов,35 т.е. не по плоскостям симметрии. При атом резонансные частоты будут отличаться от соответствующих частот ЗС{периодичеежой структуры}. Последняя операция контроля можбт40 быть видоизменена. Пара резонаторов образуется из одного эталонного иодногапро веряемого, при этом эталонный резонатор в процессе измерений не подлежит замене. При необходимости контроля точно частоты45 вида эт/2 короткозамыкающ14е стенки парного резонатора должны располагаться по середйне кольца (фиг.1} или диафрагмы с втулкой дрейфа (фиг.2} в зависимости от вида симметрии ЦСР.50 В этом случае замене не подлежат м считаются эталонными два полукольщ} 1 и одна диафрагма 2 (фиг. 1) или две полудагафрагмыЗ и одно кольцо - 4 (фиг.2). Если ЦСР изготавливается путем набо-S5 ра из отдельных колец и диафрагм, то при измерении резонансных частот парных зонаторов замене и соответственно отбраковке может подлежать только диафрагма. 64- б Как известно, именно диафрагма в ЗС типа ЦСР является технологически сложным и трудно «сонт|;юлируемым элементом (конфигураЦия и размеры щели связи, трубки дрейфа, прогиб самой диафрагмы и пр.). После контроля в партии оставляют только те пары ячеек, отклонения интервала резонансных частоткоторых удовлетворяют соотношению. Оставшиеся после разбраковки по резонансной частоте пара резонаторов поступают на операцию контроля коэффициента стоячей волны - KerU и затухания. Для чего конт т$| уемые резонаторы подсоедйняются leieaiMiy входным и выходным согласующим устрсн твам с эталонными ячейками к автоматического измерения КстУ. С0гяаеу1вщие устрси тва должны иметь в рабочем диапазоне частот минимальные отражения и .. В Г1роцессе измерений всей контролируемой партии соглжующие устройства не должны подлежать замене. Измеренные характеристики каждой пары резонаторов сравниваются между собс и отбираются по уровню KctU и затухакия, удовлетворяющему соотношению (1} в. заданной полосе частот, а по изменению крутизны характеристик на границах полоcbi в пределах ±10%. Предложенный способ разбраковки был проверенндЗ С типа цепочки индуктйв но связанных тороидальных резонаторов с повернутыми на 180° щелями связи в коротковолновой части сантиметров Диапазона длин волн. Рабочий да1апазон частот порядка 10% был выбран вблизи длинноволновой границы полосы пропускания 3 С, что значи ельно усложняло согласование системы, ГТроизвояьнй собранная 3 С из отбрако ванных в 1юяе допуска по геометрическим размерам и частотам резонаторов имела в 9% полос частот KctU порядка ,4 и затухание t-2.5 дБ. . , Затем пары резонаторов 4|той произвольно собранж}й ЗС, поступили на конгроль резонансных частот. KcrU и затухание, Для сборки оибирались только те пары, отклонения указанных параметров которых удовлетво|мют соотношению, Так. по заданному допуску на отклонение интервала соседних резонансных частот всей ЗС порядка 6%, уровня KcrU и затухания также всей 3С порядка 0,4 были найдены из отклонения интервала резонансных частот пара резонаторов порядка 2%, уровня и датухания ,15. При этом величина их выбиралась из расчета 97% получения годных 3С, т.е,. почти too%.

По установленным отклонениям были отобраны пары для сборки, порядка 80% от общего числа резонаторов.

ЗС-образнная из этих резонаторов, значительно более широкую полосу согласования - порядка 14% с более низким Уров1 ем KciV (1.2-1,6) и значительно меньшим уровнем затухания - порядка 0,5 дБ, т.е. была получена годная ЗС, установленным по рабочим допускам.

Таким образом предложенный способ позволяет значительно повысить процент выхода годных и улучшить качество ЗС типа

Формула изобретени-й

1. СПОСОБ СБОРКИ ЗАМВДЛЯЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ТИПА ЦЕПОЧКИ СВЯЗАННЫХ Pi30HATOPOB СВЧ-ПРИБОРОВ. включа1эщий отбраковку резонаторов по геомет рмческий размерам и собственным резонанснцм частотам, измерение резонансных частот 11ары связанных резонаторов, сборку пар резонаторов в систему л соединение ее с входным и выходным устройством системы, отличающийся тем, что. с целью повышения процента выхода годяых систем, после измерения резонансных частот пары связанных резонаторов лю бую из пар резонаторов устана вливают между входным и выходным устройством системы и проводят их согласование, поелеЧего поочередно устанавлй§аюп1: между согласованными входным и выходном устройствами оставшиеся пары резонаторов и проводят изме| нив коэффициента стоячей волны и затухания, при этом для сборки системы используют парм peaoHiEh

ЦСР в широкой полосе частот, особенно вблизи длинноволновой границы полосы пропускания. Это в свою очередь позволит улучшить характеристики согласования всего СВЧ-прибора в целом и как следствие повысить эффективность взаимодействия электронного потока с полем 3 С, а также уменьшить изрезан ность выходных характеристик коэффициента усиления. КПД

мощности.

(56) Вальднер О.А. и другие. Справочник по диафрагмированным волноводам. - М. Ато миэдэтМ977,с.324-327.

Авторское свидетельство СССР

№ 778607. ю. Н 01 Р 11/00. 1978.

торов, у которых отклонение указанных параметров удовлетворяет следующему 20 Соотношению:

6Ы $ 2dH/X fn i

где дЫ - допуск на коэффициент стоячей волНы, затухание или интервал резонансных частот контролируемых пар резонато25 ров; . . -. - ,, . -. . ,. . ,;, . I-номер пары;

dN г допуск соответственно на коэффициент стоячей волны, затухание или Q интервал резонансных частот, всей замедляющей системы, X - вероятность получения годных сис.ТеМГ;:- ;.; ; .. / - .

п - ЧИСЛО hap резонаторов. 35 2. Способ по П.1, отличаюи ийся тем, гчто для сборки используют пары с наи большей крутизной характеристик козффи: цИента стоячей волны и затухания на границах полосы пропускания, причем из40 менейие крутизны характеристик пар должно лежать в пре/1елах± 10%.

фиг. 2