Коаксиальный выключатель Советский патент 1992 года по МПК H01P1/10 

Изобретение относится к области радиотехники, к коаксиальным узлам СВЧ-диа- пазона, а именно к устройствам коммутации коаксиальных линий.

Цель изобретения - увеличение широкополосное™ включенной линии передачи и разрядки при ее выключении.

На фиг.1 и 2 изображен включенный коаксиальный выключатель, продольный разрез; на фиг 3 - то же, поперечный разрез.

На внешнем проводнике 1 коаксиальной линии (фиг.1), выполненном из диамагнитного материала, установлены аксиально с коаксиальной линией электромагниты 2. Внутренний проводник 3 коаксиального выключателя состоит из входного и выходного отрезков, выполненных из диамагнитного материала В разрыве установ- лены диэлектрические шайбы 4 с цилиндрическими углублениями, между которыми в полости 5 располагается магнито- управляемый элемент, в качестве которого используется электропроводная магнитная жидкость 6. Перпендикулярно оси коаксиального выключателя, симметрично относительно электромагнитов 2, с зазором между ними установлен третий электромагнит 7, полюса 8 которого размещены на внешнем проводнике 1 коаксиальной линии, при этом ось полюсов 8 электромагнита 7 проходит через плоскость симметрии зазора и пересекает продольную ось коаксиальной линии (фиг 3).

Коаксиальный выключатель работает в двух режимах

В режиме включенной коаксиальной линии напряжение подается на зпектромагии- ты 2, поле которых суммируется, и вдоль него по оси коаксиальной линии между диэлектрическими шайбами 4 устанавливается электропроводная магнитная жидкость, соединяя отрезки внутреннего проводника 3 коаксиальной линии При этом совместно с внешним проводником 1 образуется коаксиальная линия с волновым сопротивлением, равным сопротивлению входной и выходной линии, и СВЧ-сигнал без потерь и отражений поступает от входной к выход ной линии. Напряжение на третий электромагнит 7 в этом случае не подается (фиг.1).

В режиме выключения линии напряжение подается на третий электромагнит 7 с магнитопроводом 8, который охватывает линию в месте отсутствия диэлектрика а напряжение с электромагнитов 2 снимается. Электропроводная магнитная жидкость 6 располагается вдоль магнитного поля электромагнита 7 таким образом, что отключает центральный проводник коаксиальной

линии и перемыкает внешний проводник 1 коаксиальной линии, экранируя центральные проводники 3 линий и повышая развязку между входной и выходной

коаксиальными линиями (фиг 2)

Пример Для коаксиальной линии стандартного сечения 7/3,04 выключатель будет иметь следующие основные размеры расстояние между диэлектрическими шайбами 3 мм; диаметр отверстия в диэлектрике 2,15 мм, в качестве диэлектрика использовался фторопласт 4 ,0+0,1; длина цилиндрической полости в диэлектрике, предназначенная для заполнения электропроводной магнитной жидкостью, равна 2 мм, внутренний диаметр внешнего проводника 7 мм; внешний его диаметр 10 мм, материал - латунь с серебрянным покрытием; внешний диаметр внутреннего проводника в месте отсутствия диэлектрика 3,04 мм, а в диэлектрике его диаметр равен 2,15 мм; проводник выполнен из материала - латунь с серебрянным покрытием Два элек- тромагиита, установленные соосно на

внешнем проводнике, имеют внешний диаметр 26 мм и ширину 20 мм Третий (отключающий) электромагнит, установленный перпендикулярно оси коаксиальной линии, имеет внешний диаметр 20 мм и намотан на

магнитопровод сечением 5x5 мм, охватывает коаксиальную линию в центре между дву- мя диэлектрическими шайбами и электромагнитами, расстояние между которыми 5 мм Все электромагниты намотаны

проволокой ПЭВ-2 диаметром 0,36 мм

Количество электропроводной магнитной жидкости, заполняющей пространство между диэлектрическими шайбами, определяется из Соотношения диаметров в коаксиальной линии с воздушным заполнением, т.е соотношение диаметров равно 2,3 для линии с волновым сопротивлением 500 м, которое определено соотношением

Z

60.

-7- 1П

VF

D/d,

где Z- волновое сопротивление коаксиальной линии;

D - внутренний диаметр внешнего проводника коаксиальной линии;

d - внешний диаметр внутреннего про водника коаксиальной линии;

Ј - относительно диэлектрическая про- ницаемость материала, заполняющего линию

Формула изобретения

Коаксиальный выключатель, содержащий отрезок коаксиальной линии передачи, внутренний проводник которой выполнен с

разрывом, в котором установлены две диэлектрические шайбы, магнитоуправляемый элемент, размещенный в полости, образованной цилиндрическими углублениями, выполненными во внутреннем проводнике с обеих сторон от разрыва, и отверстиями диэлектрических шайб, при этом аксиально отрезку коаксиальной линии установлены первый и второй электромагниты, отличающийся тем, что, с целью увеличения широкополосное™ линии передачи и раз0

вязки, диэлектрические шайбы установлены симметрично относительно первого, и второго электромагнитов с зазором между ними, введен третий электромагнит, полюса которого размещены на внешнем проводнике коаксиальной линии, при этом ось полюсов магнитов проходит через плоскость симметрии зазора и пересекает продольную ось коаксиальной линии, а в качестве магнитоуправляемого элемента выбрана электропроводная магнитная жидкость.

Использование коаксиальный выключатель может применяться в СВЧ-технике для коммутации коаксиальных линий передач и обеспечивает широкополосность включенной коаксиальной линии и повышение развязки при ее выключении, Выключатель содержит входную и выходную коаксиальную линии 1 с установленными на них акси/ 4 ально двумя электромагнитами (Э/М) 2, центральный проводник 3 этих линий, состоящий из входного и выходного отрезков, опирающихся на две диэлектрические шайбы 4, установленные с промежутком 5 между ними, в который помещена электропроводная магнитная жидкость (ЭМЖ) 6 Введен третий Э/М 7 с магнито- проводом 8, расположенный в промежутке между двумя первыми Э/М, магнитное поле которого перпендикулярно оси коаксиальной линии передачи. В режиме включения цель достигается формированием из ЭМЖ при помощи Э/М 2 коммутирующего элемента с волновым сопротивлением, равным волновому сопротивлению включаемых линий, а в режиме отключения - коротким замы- канием внутренней части внешнего проводника коаксиальной линии передачи, осуществляемое ЭМЖ с помощью Э/М 3 3 ил 6 Ё 4 (Л О Ч 00 О S риг.1

/

V

Фиэ.З