ВОЛНОВОДНОЕ ОКНО Советский патент 1994 года по МПК H01P1/08 

Изобретение относится к конструкции прямоугольного волноводного окна с керамическим уплотнением для низкоомного водновода и может использоваться в приборах СВЧ.

Известны конструкция водноводного окна и основные требования по расположению его элементов.

Основным недостатком конструкции является жесткое требование к высоте диафрагмы, которая должна быть равной 0,045 λ. Это требование вносит ограничение на тепловую развязку спая керамики и металлической диафрагмы (т. е. на высоту диафрагмы), что приводит к повышенному браку при изготовлении узлов и приборов в целом, снижается надежность водноводного окна при эксплуатации, особенно при резких перепадах температур, так как при разных КТР керамики окна и материала диафрагмы возникающие механические натяжения недостаточно скомпенсированы. Использование материалов из металлов, имеющих КТР, близкий к керамике, не всегда возможно, так как такие сплавы либо непригодны для использования в вакуумных спаях, либо из-за магнитных свойств, влияющих на работу изделия, в котором используется водноводное окно.

Кроме того, представленная конструкция не обладает воспроизводимостью в объеме существенных признаков с достижением цели в связи отсутствия указания диэлектрической проницаемости окна вывода энергии, от величины которой зависят конкретные размеры водноводного окна.

Целью изобретения является повышение надежности и технологичности окна вывода энергии.

Цель достигается тем, что в волноводном окне, содержащем входной и выходной отрезки прямоугольного волновода, между которыми размещена переходная секция, в которой установлена металлическая диафрагма с диэлектрической пластиной, высота металлической диафрагмы равна 0,065 λ, где λ- длина волны, а выходной отрезок прямоугольного волновода со стороны переходной секции снабжен двумя гребнями, параллельными его широким стенкам и являющимися их продолжением, при этом высота каждого гребня равна 0,016 λ, длина - 0,4 λ и ширина - 0,03 λ, а диэлектрическая пластина выполнена из материала с диэлектрической проницаемостью 9,35-9,65.

На фиг. 1 представлен разрез по оси водновода; на фиг. 2 - разрез перпендикулярно оси водновода вблизи гребней.

Волноводное окно содержит входной и выходной отрезки прямоугольных волноводов 1 и 2 и расположенную между ними переходную секцию 3, внутри которой размещена диафрагма 4 с диэлектрической пластиной 5. Волновод 2 имеет два прямоугольных выступа (гребня) 6, входящих в переходную секцию 3.

Как видно из фигур, характерным отличием от прототипа является введение выступов 6 на волноводе 2, входящих в переходную секцию 3 и служащих для согласования волноводного окна при изменении высоты диафрагмы, связанного с выполнением технических требований тепловой развязки металлокерамического спая.

Под тепловой развязкой понимается согласованный спай керамической и металлической диафрагмы, когда при многократных циклических воздействиях температуры (многоступенчатая пайка, откачка, термоциклирование) не происходит разрушение керамической диафрагмы и спая с металлической диафрагмой.

Тепловая развязка зависит от высоты металлической диафрагмы; чем она выше (а увеличение ее возможно при применении предлагаемых гребней), тем меньше нагрузка спая за счет увеличения пластичности металлической диафрагмы.

Степень развязки определяется стандартными методами испытаний для металлокерамических узлов, по которым был проверен и предлагаемый узел.

Длина гребня l ограничивается шириной волноводного окна, а высота зависит от принятой высоты диафрагмы и свойств керамического окна (например, от величины диэлектрической проницаемости). Высота диафрагмы определяется технологическими требованиями тепловой развязки металлокерамического спая, имеющего различные КТР используемых материалов, а согласование волноводного окна осуществляется за счет высоты и длины введенного гребня.

Увеличение высоты гребня зависит от увеличения высоты диафрагмы. Так, например, при реализации волноводного окна по авт. св. N 847846 с увеличенной диафрагмой на 0,02 λ относительно 0,045 λ, т. е. при h = 0,065 λ, указанного в авторском свидетельстве, потребовалась высота гребня h₁ = 0,016 λ при его длине l = 0,4 λ и ширине l₁ = 0,03 λ. (56) Сазонов В. П. и др. Конструкции выходных устройств СВЧ-приборов. Обзоры по электронной технике, вып. 3, 1972, с. 73-75.

Авторское свидетельство СССР N 847846, кл. H 01 P 1/08, 1979.

Использование: в приборах сверхвысокочастотного диапазона. Сущность изобретения: волноводное окно срдержит входной и выходной отрезки 1, 2 прямоугольного волновода и переходную секцию 3, внутри которой установлена металлическая диафрагма 4 с диэлектрической пластиной 5 из материала с диэлектрической проницаемостью ε=9.35-9.65. Отрезок 2 снабжен двумя гребнями 6. Приведены соотношения для выбора высоты диафрагмы 4 и размеров гребней 6, позволяющие повысить тепловую развязку и согласование окна. 2 ил.

ВОЛНОВОДНОЕ ОКНО, содержащее входной и выходной отрезки прямоугольного волновода, между которыми размещена переходная секция, в которой установлена металлическая диафрагма с диэлектрической пластиной, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и технологичности, высота металлической диафрагмы равна 0,065λ , где λ - длина волны, а выходной отрезок прямоугольного волновода со стороны переходной секции снабжен двумя гребнями, параллельными его широким стенкам и являющимися их продолжением, при этом высота каждого гребня равна 0,016λ , длина - 0,4λ и шиpина - 0,03λ , а диэлектрическая пластина выполнена из материала с диэлектрической проницаемостью 9,35 - 9,65.