Перестраиваемый цилиндрический резонатор с волной @ Советский патент 1984 года по МПК H01P7/06 

Изобретение относится к радиоте нике, а более конкретно к технике СВЧ, и может быть использовано в качестве резонатора, а также звена перестраиваемых фильтров миллиметр вого диапазона в системах связи. Известен цилиндрический резонатор с волной Нон , содержащий круг лый волновод, закороченный с двух концов, в места расположения макси мумов электрического поля высших типов колебаний которого введены проводящие стрежни 1 . Подбором длины Проводящих стерж ней можно расширить частотный диапазон, свободный от паразитных кол бакий. Однако в таком резонаторе нельз .обеспечить перестройку частоты, по скольку при этом будет изменяться место ра сположения максимумов элек трического поля высших типов волн и их подавление не будет осуществляться в достаточной степени. Наиболее близким к предлагаемом является перестраиваемый цилиндриче кий резонатор, с волной HQ,, , соде жащий отрезоккруглого волновода, закороченный с одного конца торцов стенкой, а с другого - короткозамыкающим поршнем, установленным с во можностью перемещения, и элемент подавления, при этом в цилиндрическ стенках отрезка круглого волновода в диаметрально противоположных точках выполно два отверстия связи В качестве элемента подавления использован поглотитель 2 . Устройство поз.воляет обеспечить перестройку частоты, но полоса частот перестройки, свободная от паразитных полос прозрачности, недостаточно широкая. Кроме того, выполнение элемента подавления в виде поглотителя приводит к росту потерь, что особенно сказывается при работе в миллиметровом диапазоне волн. Цель, изобретения - расширение полосы частот перестройки, свободно от паразитных полос пропускания, и уменьшение потерь при работе в миллиметровом диапазоне волн. Для достижения поставленной цели в перестраиваемом цилиндрическом резонаторе с волной Нои / содержащем отрезок круглого волновода, закороченный с одного конца торцовой стенкой, а с другого - короткоза1 ыкающим поршнем установленным с возможностью перемещения, и элемент подавления, при этом в цилиндрических стенках отрезки круглого волно13ода в диаметрально противоположных точках выполнены два отверстия связи, элемент подавления выполнен в виде металлического стержня, разм щенного в одной плоскости с линией, соединяющей центры отверстий связи, перпендик лярно ей и оба конца которого электрически соединены с цилиндрическими стенками отрезка круглого волновода. Кроме того, введен дополнительный металлический стержень, установленный параллельно металлическому стержню на расстоянии четверти, длины волны в воздухе от него в направлении к короткозамыкающему поршню, и оба конца которого электрически соединены с цилиндрическими стенками отрезка круглого волновода. На чертеже приведена конструкция перестраиваемого цилиндрического резонатора сволной Ноц . Перестраиваемый цилиндрический резонатор с волной HQ,, содержит отрегок круглого волновода 1, закороченного с одного конца торцовой стенкой 2, ас другого - короткозамыкающим поршнем 3, установленным с возможностью перемещения. В цилиндрических стенках отрезка круглого волновода 1 в диаметрально противоположных точках выполнены два отверстия 4 связи. В одной плоскости с линией, соединяющей центры отверстий 4 связи, перпендикулярно ей размещен металлический стержень 5, являющийся элементом подавления, оба конца которого соедиены с цилиндрическими стенками - знака круглого волновода 1; Кроме того, может быть введен дополнительный металлический стержень 6, параллельный металлическому стержню 5 и установленный от него на расстоянии четверти длины волны в воздухе в направлении к короткозамыкающему поршню 3, оба конца дополнительного металлического стержня 6 электрически соединен с цилиндрическими сте 1ками отрезка круглого волновода 1. Перестраиваемый цилиндрический резонатор с волной Н Q настраивается в резонанс короткозамыкающим поршнем 3, при этом металлический стержень 5 и дополнительный металлический стержень 6 выводят паразитные колебания K(i и из рабочего диапазона расширяя зону перестройки, свободную от паразитных резонансов. Действие металлического стержня 5 состоит в том, что в этом месте создается узел напряженности поля Н к и Н ( . Это со своей стороны резко уменьшает степень связи колебаний Н ,, и tlji с трактом и сильно измен)ет их резонансную частоту. Действие дополнительного металлического стержня б сводится только к дополнительному изменению резонансной частоты колебаний типа Н( и Н , . Теоретические и экспериментальные исследования показали, что

наилучшие результаты в варианте с одним металлическим стержнем имеют место, когда диаметр отрезка круглого волновода 1 равен D, 1,45-1,47 , а металлический стержень 5 устанавливается на уровне центров отверстий 4 связи, расстояние Е которых от торцовой стенки 2 определяется формулой

„ dee

i 2 2

где - средняя частота диапазона

перестройки;

верх самая короткая длина волны в отрезке круглого волновода, заданная диапазоном перестройки;

сб- диаметр отверстия 4 связи. Такое положение металлического стержня 5 соответствует случаю максимально возможного расстояния между ним и торцовой стенкой 2, при котором короткозамыкающий поршень 3 еще не закрывает отверстий 4 связи на верхней частоте диапазона перестройки.

В случае введения дополнительного металлического стержня 6 диаметр отрезка круглого волновода 1 беретCiT равным 1,43-1,45 , а центры отверстий 4 связи отнесены от торцовой стенки 2 на расстояние

верх

4.2

гдеХ55р - самая короткая длина волны в отрезке круглого волновода, заданная диапазоном перестройки;

TI - центральная длина волны диапазона перестройки в

воздухе; диаметр металлического

стержня 5.

Такое положение соответствует случаю, при котором короткозамыкающий поршень 3 еще не закгж1вает отверстий связи 4 на верхней частоте диапазона перестройки.

Экспериментально установлено, что предлагаемое устройство обеспечивает диапазон перестройки 9,7% с одним металлическим стержнем и 12,5% с двумя металлическими стержнями при уровне паразитных полос 15 дБ и 20 дБ соответственно, в то время как известное устройство обеспечивает диапазон перестройки 7%. Кроме того, исключение из устройства поглотителя позволило уменьшить потери.

1. ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР С ВОЛНОЙ Нои/ содержащий отрезок круглого волновода,, закороченный с одного конца торцовой стенкой, а с другого - короткозамыкающим поршнем, установленным с возможностью перемещения, и элемент подавления, при этом в цилиндрических стенках отрезки круглого волновода в диаметрально противоположных точках выполнены два отверстия связи, отличающий-, с я тем, что, с целью расширения полосы частот перертройки, свободной от паразитных полос прозрачноети, и уменьшения потерь при работе в миллиметровом диапазоне волн, элемент подавления выполнен в виде металлического стержня, размещенного в одной плоскости с линией, соединяющей центры отверстий связи, перпендикулярно ей и оба конца которого электрически соединены с цилиндрическими стенками отрезка круглого волновода. 2. Резонатор по п, 1. о т л ичающийся тем,- что введен i дополнительный металлический стержень, установленный параллельно (Л металлическому стержню на расстоянии четверти длины волны в воздухе от него в направлении к короткозамыкающему поршню, и оба конца которого электрически соединены с цилиндрическими стенками отрезка круглого волновода.