Согласующий переход от диафрагмированного волновода к круглому на волне Е @ Советский патент 1989 года по МПК H05H7/00 

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в ускорительной технике.

Целью изобретения является уменьшение габаритов и расширение области применения за счет возможности сочленять волноводы разных диаметров .

На фиг.1 схематично изображена конструкция перехода для соединения круглого .и диафрагмированного волноводов; на фиг.2 - зависимость коэффициента стоячей волны (КСВ) от частоты.

Согласующий переход представляет собой отрезок диафрагмированного вол

новода, состоящего из трех ячеек, являющихся отрезками круглых волноводов 1 и прикрепленных к ним диафрагм

2,плотно соединенных между собой, с фазовым сдвигом волны на ячейку Cj; ir/2, при этом толщина диафрагм 2 равна толщине диафрагмы последней ячейки диафрагмированного волновода

3.Увеличение электрической прочности обеспечивается скруглением краев отверстий диафрагм радиусом R t/2. Приближение ячеек к симметричным обеспечивается путем изготовления

их в виде двух смежных полуячеек. Симметризация расположения ячеек диафрагмированного волновода и согласующего перехода достигается установ кой между ячейками кольца 4 толщиной d,/2 и внутренним диаметром 2Ь, где-d;) и 2Ь соответственно длина и внутренний диаметр последней ячейки диафрагмированного волновода 3, соединяемого с помощью данного перехода с круглым волноводом 5. Дпина (период) D,внутренний радиус волновода Ь и радиус отверстия диафрагмы а каждой ячейки перехода выбраны из следующих соотношений

п ,. ,

1 П

Ао

I b. а п +п - - --i-- - - ) п ) 4 РтЛ ,(N+l) Ь

2)

2,61

-(-)

L ,

о , :

J

20

ci

,г,бг

--„ . . Pi, o,o3K ,,.Y.-a( а,(--; ) с--г;) (-Y---) ,

(3)

N+I

-де 4, н

длины волн в согласующих ячейках и сочленяемых волново- 5 дах соответственно; характеристические проводимости сочленяемых диафрагмированного и круглого волноводов.

Y, 291(1,/ Л„)

0,534 OziZ-. .

-(а.

(4)

1 ;45

,,t, ,о{,,А„ - радиус отверстия, толщина диафрагмы, коэффи- lyieHT нормировки, относительная фазовая скорость волны диафраг-tg мированного волновода соответственно; N - число согласующих ячеек;

«омеР (), коэф- фициент нормировки и относительная фазовая скорость согласующей ячейки соответственно;

,/ S я - о + п к - : , а,+ п

Ьп

N+1

o

0

5

5

35

40

45

tg

Определение а производится методом последовательных приближений с использованием выражения (3). Вначале рассчитьтается

. т; 5 --J3- я - я + п ---- К,- Ь , а а,+ п 1 ,

Ьп

а потом из (3) определяется (а),. Затем снова рассчитывется

K 5(а ),/ь „ и (а )

и так далее до тех пор, пока (а,), не приблизится к какой-то почти постоянной величине а.

Эмпирическая формула (4) получена с учетом зависимости характеристической проводимости Y диафрагмированного волновода с типом колебаний ф п /2 от отношений а|/Ь,, , толщины диафрагмы t и относительной

фазовой СКОрСОТИ волны /Заэ,

Согласующий переход работает следующим образом.

Изготовленные ячейки, размеры кот торых рассчитаны по формулам (1)-(3) с соответствующим их расположением плотно сжимаются. Со стороны первой ячейки перехода плотно присоединяется диафрагмированный волновод 3 с трансформатором типа волны (ТТВ), а со стороны последней ячейки - кругп лый волновод 5 с поглощающей в нем загрузкой, К ТТВ присоединяют измерительное устройство (например, изме- рительную линию Р1-7) и источник СВЧ-колебаний. Мощность от источника СВЧ-колебаний поступает в собранную систему. С помощью измерительной линии Р1-7 и перемещения поглощающей нагрузки измеряют КСВ перехода. При этом ТТВ должен быть согласован с диафрагмированным волноводом.

В качестве примера изготовлены два образца согласующих переходов. Один из них состоит из одной ячейки для сочленения диафрагмированного волновода диаметром 86,2 мм, радиусом отверстий диафрагмы 15 мм, периодом 26,78 мм, толщиной диафрагмы 4 мм с круглым волноводом внутренним диаметром, равным 92 мм. t

Ячейка перехода имеет следущие размеры:

2Ь; 88,7 мм; 2а 46,7 мм;

D| 43,2 мм.

Второй переход состоит из ячеек с размерами:

первая ячейка - 2Ь, 87,4 мм;

2ау 38,25 мм; о| 35,00 мм;

вторая ячейка - 2Ь, 88,7 мм;

2а 46,7 мм; U 43,2 мм;

третья ячейка - 2bj 90,

2aj 54,6 мм; о| 51,3 мм.

На фиг.2 показано семейство кривых зависимости КСВ от частоты источника СВЧ-колебаний (кривая I - ТТВ; кривая II - переход из одной , ячейки; кривая III - переход из трех ячеек). При установке переходов с расчетными размерами ячеек КСВ одноя чеечного перехода на частоте f 2797,2 Мгц составил ,55, а трех ячеечного ,5. Дальнейшее их согласование осуществлялось путем небольшого изменения размеров 2Ь и

24I .

Предлагаемый переход по сравнению с известньм более компактен, , прост в изготовлении и согласовании при сочленении диафрагмированных и круглых волноводов с разными разме- рами. Кроме того, этот переход может быть использован для согласования сочленяемых диафрагмированнь гх волноводов разных размеров.

Ф о рмула изобретения

Согласующий переход от диафрагмированного волновода к круглому на волне Eg, , выполненный в виде отрез- ка диафрагмированного волновода, содержащего ячейки с переменной геометрией, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и расширения области применения за счет обеспечения возможности сочленения волноводов разных диаметров, число ячеек в переходе выбрано нечетным, а их геометрические размеры выбраны согласно следующим выражениям

);

- , ,n.4 lTlV

ы, Рг.

Y 1

3. О.

()

п

aTS tif

де 0 - длина каждой ячейки перехо, дя, м; Ь - в ну трению радиус с волно вода каждой ячейки перехода; а рад1гус отверстия диафрагмы каждой ячейки перехода, м;

п „ .

-ч S.

Ч

Ла„ - ДЛИНЫ ВОЛН В переходв сочленяемых диафрагмированном и круглом волноводах, соответственно;

Y, r29l(t,/ A,)%

-, 0,17 , 0,534j ),,

зо

35

Q .« Q

5

Y - характеристическое сопротивление диафрагмированного волновода;

Yj характеристическое сопротивление круглого волновода,

;

ТУо длина волны в свободном пространстве, м;

радиус отверстия и толщина диафрагмы, м;

/3m коэффициент нормировки и

относительная фазовая скорость волны диафрагмированного волновода;

N - число согласующих ячеек перехода;

i ..

- номер, коэффициент нормировки и относительная фазовая скорость волны согласующей ячейки перехода соответственно;

РШ - относительная фазовая скорость волны круглого волновода;

- и

5 а а + п . , п R+1 - Ь.,

К

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано при разработке и настройке линейных ускорителей электронов с ускоряющей структурой в виде круглого диафрагмированного волновода. Цель изобретения - уменьшение габаритов перехода и расширение области его применения за счет возможности обеспечения согласованного соединения волноводов разных внутренних диаметров. Сущность изобретения заключается в том, что согласующий переход выполняется в виде отрезка диафрагмированного волновода с нечетным числом ячеек, геометрические размеры которых - длина (период) D¹, внутренний радиус волновода B¹ и радиусы отверстия диафрагмы каждой ячейки A¹ - рассчитываются по приведенным аналитическим выражениям. 2 ил.

Ь„

Ь - внутренний диаметр круглого волновода, м.

f,1 vso

Составитель Е. 1 ромов Редактор И.Шмакова Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни

Заказ 6770/57

Тираж 775

ВИИИПИ Государствеиногч) комитента по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, , Раушская наб., д. 4/5

152067ч IS,

то

(и.г

IS06 МГц

Подписное