Изобретение относится к радиотехнике СВЧ и может быть использовано в коаксиальных линиях передачи СВЧ и устройствах на их основе в качестве согласованных диэлектрических опор, согласующих устройств и рассогласователей с заданным значением волнового сопротивления.
Аналогами изобретения являются диэлектрические опоры в виде шайб, в которых с целью улучшения согласования выполнены выточки или отверстия различной формы, позволяющие уменьшить действующее значение диэлектрической проницаемости опоры.
Прототипом изобретения является диэлектрическая опора в виде шайбы с круглыми аксиальными симметрично расположенными отверстиями одинаковых диаметров. Такие опоры наиболее технологичны, позволяют использовать их для линий и устройств СВЧ, работающих при избыточном давлении или при охлаждении потоком газа, имеют пониженное значение диэлектрической проницаемости.
Недостатком конструкции прототипа является невозможность точного обеспечения заданного значения волнового сопротивления для отрезка коаксиальной линии, содержащего эту пору, что приводит к появлению дополнительных отражений от опоры.
Целью изобретения является обеспечение заданного значения волнового сопротивления участка коаксиальной линии с цилиндрическим диэлектрическим вкладышем.
Поставленная цель достигается тем, что в отрезке коаксиальной линии, содержащем внешний и внутренний проводники, между которыми установлен диэлектрический вкладыш, в котором выполнены круглые аксиальные отверстия с заполнением, имеющим диэлектрическую проницаемость, отличающуюся от диэлектрической проницаемости цилиндрического диэлектрического вкладыша, центры круглых аксиальных отверстий расположены на радиусах, углы между которыми равны 2 π/n,
где n = 4 - количество круглых аксиальных отверстий;
εg= lg - действующая диэлектрическая проницаемость;
Zx - волновое сопротивление участка коаксиальной линии с цилиндрическим диэлектрическим вкладышем;
D, d - диаметры соответственно наружного и внутреннего проводников;
εо, ε - диэлектрическая проницаемость соответственного заполнения круглого аксиального отверстия и цилиндрического диэлектрического вкладыша; расстояние между центрами отверстий превышает полусумму их диаметров, а диаметр каждого отверстия связан с расстоянием l от его центра до оси отрезка коаксиальной линии соотношением dотв=8.
С целью упрощения технологии изготовления цилиндрический диэлектрический вкладыш выполнен с четным числом отверстий (n ≥ 6), а центры отверстий расположены на двух окружностях, соосных с окружностью поперечного сечения цилиндрического диэлектрического вкладыша.
Для получения n целого или четного либо выбирается соответствующее отношение D/d, либо найденное значение n округляется до ближайшего целого или четного числа.
На чертеже показано поперечное сечение отрезка коаксиальной линии, содержащего цилиндрический диэлектрический вкладыш с наружным и внутренним диаметрами соответственно D и d. Цилиндрический диэлектрический вкладыш выполнен из материала с диэлектрической проницаемостью ε и содержит n круглых аксиальных отверстий А с диэлектрическим заполнением εо. Центры отверстий расположены на радиусах, образующих равные углы, диаметры отверстий dотвпропорциональны расстояниям l от центров отверстий до оси отрезка коаксиальной линии.
Для упрощения конструкции цилиндрический диэлектрический вкладыш выполнен с четным числом отверстий, а центры отверстий расположены на двух окружностях, соосных с окружностью поперечного сечения вкладыша. Принцип работы устройства может быть пояснен следующим образом.
Волновое сопротивление Zx участка коаксиальной линии, содержащего цилиндрический диэлектрический вкладыш с наружным и внутренним диаметрами соответственно D и d и действующим значением диэлектрической проницаемости εg , вычисляется по формуле:
Zx= ln = lg
Значение εg для диэлектрического вкладыша, выполненного из материала с диэлектрической проницаемостью ε и содержащего отверстие в виде аксиального кругового кольца с внутренним и наружным диаметрами соответственно d1 и d2, заполненного материалом с диэлектрической проницаемостью εо, может быть рассчитано (л.3, с.241, выр.10.24) по формуле:
εg=
Таким образом, при известных D,d, ε и εо заданное значение εg и, следовательно, Zx обеспечивается выбором соответствующих значений d1 и d2.
Площадь поперечного сечения кругового кольца может быть представлена суммой некоторого числа n окружностей с диаметрами d1-d1, тогда n = 4 .
При равномерном расположении окружностей по круговому кольцу, эти окружности частично накладываются друг на друга, при этом их центры располагаются на радиусах кругового кольца, углы между которыми равны 2 π/n.
Если сместить соседние окружности вдоль этих радиусов в противоположных направлениях с относительным изменением их диаметров dотв пропорционально относительному изменению расстояния l от их центров до оси отрезка коаксиальной линии так, чтобы расстояние между центрами соседних окружностей превышало полусумму их диаметров, то образуется система круглых аксиальных отверстий разного диаметра, не касающихся друг друга, при этом dотв=8, а значение εg остается неизменным.
Таким образом, системой таких отверстий обеспечивается заданное значение волнового сопротивления Zx. Наиболее технологичной будет конструкция, имеющая четное число отверстий и два различных значения dотв и l.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Согласованная опора из фторопласта (ε=2,0) с круглыми аксиальными отверстиями без заполнения (εо=1) для коаксиальной линии сечением 76/33 (Zx= 50 Ом) имеет следующие параметры: D=80,7 мм; d=29 мм, dотв=10,8 мм; l1=32,4 мм; dотвч.= 6,6 мм; l2= 19,8 мм; n=24 (два ряда по 12 отверстий); εg при этом=1,5.
Четвертьволновый коаксиальный рассогласователь для линии 76/33 (Zx=50 Ом), выполненный из фторопласта (ε =2,0) с отверстиями, заполненными микалексом (εо=6,0) с заданным КСВн=2,5 (εg=2,5), имеет следующие параметры: D= 76 мм; d=33 мм; dотв1=8,0 мм; l1=33 мм; dотв2=5,25; l2=21 мм; n=32 (два ряда по 16 отверстий); Zx=31,6 Ом.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ВКЛАДЫШ ДЛЯ КОАКСИАЛЬНОЙ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ | 1992 |
|
RU2040081C1 |
РАДИАЛЬНО-РАСПРЕДЕЛЕННЫЙ СУММАТОР ИМПУЛЬСОВ | 2016 |
|
RU2642805C1 |
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ЖИДКИХ И СЫПУЧИХ ВЕЩЕСТВ | 2012 |
|
RU2509315C2 |
МИКРОВОЛНОВЫЙ КОНТАКТНЫЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ | 1994 |
|
RU2082460C1 |
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ЖИДКИХ И СЫПУЧИХ ВЕЩЕСТВ В ШИРОКОМ ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ | 2011 |
|
RU2474830C1 |
АНТЕННА ДЛЯ ГЕОРАДАРА | 1997 |
|
RU2117368C1 |
СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ | 2001 |
|
RU2188433C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ И ТАНГЕНСА УГЛА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ЖИДКОСТИ | 2010 |
|
RU2419099C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВНУТРИПОЛОСТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ КВЧ ЭМИ | 2003 |
|
RU2262362C2 |
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ОПОРА ДЛЯ КОАКСИАЛЬНОЙ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ | 1989 |
|
SU1672891A1 |
Изобретение относится к устройствам СВЧ и может быть использовано к коаксиальных трактах. Целью изобретения является обеспечение заданного значения волнового сопротивления участка коаксиальной линии. Отрезок коаксиальной линии содержит внешний и внутренний проводники, между которыми установлен цилиндрический диэлектрический вкладыш, в котором выполнены круглые аксиальные отверстия с заполнением, имеющим диэлектрическую проницаемость, отличающуюся от диэлектрической проницаемости цилиндрического диэлектрического вкладыша. Центры круглых аксиальных отверстий расположены на радиусах, углы между которыми равны 2π/n (n - количество круглых аксиальных отверстий). Расстояние между центрами круглых аксиальных отверстий, превышает полусумму их диаметра, а диаметр каждого из них связан с расстоянием от его центра до оси отрезка коаксиальной линии соотношением do= 8 I/n . 1 ил.
2π / n .
где n = 4 - количество круглых аксиальных отверстий,
εg= lg - действующая диэлектрическая проницаемость;
Lx - волновое сопротивление участка коаксиальной линии с цилиндрическим диэлектрическим вкладышем;
D, d - диаметры наружного и внутреннего проводников соответственно;
εo , ε - диэлектрическая проницаемость заполнения круглого аксиального отверстия и цилиндрического диэлектрического вкладыша соответственно,
расстояние между центрами круглых аксиальных отверстий превышает полусумму их диаметров, а диаметр dотв каждого из них связан с расстоянием l от его центра до оси отрезка коаксиальной линии соотношением
dотв = 8 L/n.
Фельдштейн А.Л | |||
и др | |||
Справочник по элементам волноводной техники | |||
М.: Сов.радио, 1967, с.178. |
Авторы
Даты
1994-11-15—Публикация
1990-07-27—Подача