НАПРАВЛЕННЫЙ ОТВЕТВИТЕЛЬ Советский патент 2006 года по МПК H01P5/18 

Изобретение относится к области радиотехники СВЧ, а более конкретно - к устройствам для направленного ответвления энергии СВЧ колебаний, и может быть использовано для реализации широкополосных характеристик направленного деления мощности между двумя связанными линиями с Т волнами.

Известен направленный ответвитель (НО), описанный в авторском свидетельстве СССР №305529, МПК H 01 Р 5/12, 26.XI.69 г. Указанный ответвитель содержит включенные каскадно отрезки связанных линий равной длины с различными коэффициентами связи. Каждый из отрезков представляет собой связанные через продольную щель во внешних проводниках круглые коаксиальные линии. Расстояние между осями линий в каждом из отрезков разное, для чего ось вспомогательного канала имеет соответствующие изгибы (изгибаются оси внутреннего и внешнего проводников). Ширина щели связи в каждом из отрезков также различная. Для коррекции характеристики переходного ослабления в каждом из отрезков связанных линий используются по две подстроечные пластины.

Главным недостаткам описанного НО является сложность конструкции и технологии изготовления внутреннего и внешнего проводников вторичного канала. Внутренний и внешний проводники имеют каждый как минимум по четыре изгиба (по радиусу окружности): изгиб при переходе от подводящей линии вторичного канала к первому отрезку связанных линий; изгиб при переходе от первого отрезка связанных линий к промежуточной зоне; изгиб на участке перехода от промежуточной зоны ко второму отрезку связанных линий; изгиб на участке перехода от второго отрезка связанных линии к подводящей линии. Технологически очень трудно совместить криволинейные оси внутреннего и внешнего проводников вторичного канала НО, тем более, что каждая из осей имеет как минимум четыре изгиба. Неизбежное несовпадение этих осей приводит, в свою очередь, к неповторяемости АЧХ различных образцов, является причиной возрастания отклонения расчетной АЧХ от экспериментальной, снижает направленность, ведет к росту КстU основного и вспомогательного каналов, а также к росту перепада функции переходного затухания в рабочем диапазоне частот.

Другим недостатком описанного НО является наличие большого числа подстроечных пластин (как минимум четыре), которые необходимо очень точно фиксировать относительно осей основного и вспомогательного каналов, а также в продольном направлении.

В описанном НО один из коэффициентов связи оказываете значительно больше другого, т.е. в отрезке связанных коаксиальных линий с близко расположенными осями щель (расстояние между подстроенными пластинами) будет значительно шире, чем щель в отрезке связанных линий с более удаленными друг от друга осями коаксиальных линий. Наличие отрезка связанных линий с относительно большим значением коэффициента связи (сближенные оси связанных коаксиальных линий) приводит к снижению уровня передаваемой СВЧ мощности, т.е. сужает область применения НО.

Желательно иметь ступенчатый НО, в котором бы сочеталась простота конструкции и технологии изготовления с широкой рабочей полосой частот. Причем конструкция НО должна обеспечивать его использование для работы в различных рабочих диапазонах частот, т.е. желательна унификация устройства.

Эта цель достигается тем, что ступенчатый НО выполняется в виде включенных каскадно чередующихся отрезков распределенно связанных через продольную щель во внешнем проводнике круглых коаксиальных линий различной длины и несвязанных линий различной длины, внутренние проводники которых круглые и имеют одинаковый диаметр по всей длине. Внутренняя поверхность внешнего проводника основного и вспомогательного каналов на участках подводящих и несвязанных линий выполнена в виде круглей цилиндрической поверхности и плоскости, пересекающей эту поверхность параллельно ее оси, при этом ось основного канала НО выполнена прямолинейной, диаметр цилиндрической поверхности выполнен равным внутреннему диаметру внешнего проводника связанных линий, а оси внутренних проводников совмещены с осями цилиндрических поверхностей. Требуемая ширина щели в отрезках связанных линий, а также плоскость, пересекающая цилиндрическую поверхность в отрезках подводящих и несвязанных линий, реализованы в виде сменной тонкой диафрагмирующей пластины, на продольной оси которой выполнены продольные щели постоянной и одинаковой ширины, но равной длины.

Данное изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 предложенный НО изображен разрезанным продольной плоскостью симметрии. На фиг.2 и 3 даны сечения НО поперечными плоскостями. На фиг.4 показана диафрагмирующая пластина.

НО состоит из корпуса, который для упрощения сборки и контроля изготавливается из четырех элементов 1, 2, 3, 4. В корпусе с помощью опорных изоляторов 5, 6, 7 и встроенной нагрузки 8 крепятся внутренние проводники 9, 10 основного и вспомогательного каналов. Участки связанных и несвязанных линий формируются сменной диафрагмирующей пластиной 11.

Таким образом, основной канал НО прямолинейный, а вспомогательной имеет только один поворот на 90°. Такой поворот расположен на выходе канала, поэтому требования к его реализации нежесткие - электрические неоднородности выходного плеча вторичного канала слабо влияют на параметры НО. Технология изготовления такого поворота (а он одинаковый для разных типов НО) значительно проще, чем технология изготовления любого ив четырех поворотов по радиусу окружности, которые имеют место в прототипе. Требования к установке диафрагмирующей пластины 11 менее жесткие, чем требования к установке каждой ив четырех подстроечных пластин прототипа. Дело в том, что положение щелей связи в пластине необходимо жестко зафиксировать только относительно продольной плоскости симметрии. Продольное же положение пластины фиксируется со свободным допуском.

В силу того, что ширина щелей связи в диафрагмирующей пластине постоянна и одинакова для каждого из отрезков связанных линий, а расстояние между осями линий неизменно по всей длине, то требуемый перепад функций затухания в рабочем диапазоне частот обеспечивается за счет разницы в длинах указанных отрезков. При этом ширина щели связи оказывается меньше, чем максимальная ширина щели в прототипе, а расстояние между осями проводников основного и вспомогательного каналов больше, чем минимальное расстояние между этими осями в прототипе. Эти факторы обеспечивают возможность передачи большего уровня мощности по сравнению с прототипом, т.е. возможности использования НО расширяются.

Предложенное устройство, таким образом, делает конструкцию и технологию изготовления ступенчатого НО со слабой связью более простыми по сравнению с прототипом. Это и обеспечивает технологический эффект предложенного технологического решения: отсутствие неоднородностей в области связи НО, свойственных прототипу (большое число изгибов осей внутреннего и внешнего проводников) приводит к повышению направленности, уменьшению КстU каналов НО, уменьшению перепада функции затухания в рабочем диапазоне частот и гарантирует повторяемость АЧХ различных образцов НО. Вместе с тем, предложенная конструкция применима для ступенчатых НО, рассчитанных для работы в различных рабочих диапазонах частот. Для смены рабочего диапазона частот достаточно в корпусе НО установить новую ленту с другим соотношением длин щелей. Это открывает перспективу унификации ступенчатых НО со слабой связью.

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ. Технический результат заключается в упрощении конструкции. Сущность изобретения состоит в том, что внешние проводники основного и вспомогательного каналов выполнены в виде усеченного круглого цилиндра и общей секущей плоскости, параллельной их продольным осям, которая может быть выполнена в виде сменной диафрагмирующей пластины со щелями связи вдоль продольной оси. Щели связи выполнены постоянной и одинаковой ширины, разной длины и расположены на одинаковых расстояниях одна от другой. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Направленный ответвитель, содержащий основной и вспомогательный каналы, выполненные на отрезках коаксиальных линий, и щели связи, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, внешний проводник основного канала и внешний проводник вспомогательного канала выполнены в виде усеченного круглого цилиндра каждый и общей секущей плоскости, параллельной их продольным осям.2. Направленный ответвитель по п.1, отличающийся тем, что общая секущая плоскость выполнена в виде сменной диафрагмирующей пластины, вдоль продольной оси которой выполнены щели связи постоянной и одинаковой ширины, разной длины и расположенные на неодинаковых расстояниях одна от другой.