ВОЛНОВОДНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1971 года по МПК H01P11/00 

Изобретение относится к волноводным устройствам, предназначенным для использования преимущественно в преобразователях СВЧ-сигналов, нанрнмер в балансном модуляторе, фазовом манипуляторе или балансном смесителе.

Известны волповодные устройства тина щелевых мостов, которые содержат два волновода, связанные между собой по общей узкой стенке. Эти устройства отличаются большими габаритами и недостаточно широкой рабочей полосой частот.

Цель изобретения - уменьшение габарнтов и расширение рабочей полосы частот волноводных устройств, предназначенных для непользования в преобразователях СВЧ-сигналов.

Это Достигается тем, что предлагаемое волноводное устройство выполнено в виде волноводного моста, в котором один волновод симметрично присоединен своим торцом к торцам волноводных камер так, что его широкая стенка нараллельна широким стенкам камер, а другой волновод присоедииен своей широкой стенкой к другим торцам волноводных камер и связан с ними продольными щелями, симметрично прорезанными параллельно широким стенкам камер.

водов, имеющих общую широкую стенку с Ивыступамп, а полупроводниковые диоды включены в эти выступы перпендикулярно к последним и соосно между собой. Сигналы из одного вол1ювода проходят через камеры в другой волновод, где компенсируют друг друга. Компенсацня одного из прошедших снгналов другимн обеспечивает развязку между волноводами предлагаемого устройства.

Иа фиг. 1 показан предлагаемый преобразователь в разрезе; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - то же, вид сверху.

Преобразователь содержит две одииаковые волноводные камеры 1 и 2 с полупроводпиковыми диодами 3 и 4. Камеры 1 и 2 иредставляют собой отрезки прямоугольных волноводов 5 и 6, одни торцы которых совпадают с плоскостью 7, показанной пунктиром, а другие торцы - с плоскостью 8. В нлоскости 7 камеры 1 i 2 присоединены своими торцами к волиоводу S li связаны свонми нонеречны.ми сечениями с его поперечным сечением по плоскости Е, а в плоскости 8 / и 2 присоединены своими торцал и к широкой стенке волновода 10 и связаны с ним через продольные щели 11 и 12 в этой стенке. Плоскости Е волновода 10 и камер 1 и 2 взаимно перпендикулярны. Волновод 10 закорочен. Плоскость 13 короткого замыкания находится ,;за щелями 11 и 12. Камеры / и 2 имеют общую широкую стенку 14, которая имеет Пвыступы 15 и 16. На протяжении этих выступов волноводы 5 и 6 камер / и 2 превращаются в П-волиоводы. Диод| 1 3 и 4 включены г, П-выстуны нернепдикулярно к последним п соосно между собой. Диоды . н 4 нодключсиы также к клеммам 77 и 18 Нг-ценен через блокировочные емкости конструктивных конденсаторов 19 и 20. К волноводам 9 и 10 ирисоедиияются внешние волноводы 21 и 22. Одни из нрнсоедиияемых волноводов может быть нодключен к нсточннку иреобразуе.мого сигнала, а другой -- к нсточнику гетероднн1 ого сигиала. Винты 23-25 служат для нодстройки на более высокое согласование, а последние два винта, кроме этого, также и д.ля нолучеиия лучшей развязки между волиоводами 9 и 10.

В камерах / и 2 СВЧ-колебания волновода 9 возбуждают синфазные колебания одинаковой амнлитуды. Эти колебания в свою очередь возбуждают в волиоБОлТ,е 10 через щели 11 и 12 противофазные колебания равной амнлитуды, которые взаимно комиеисируются при распространении вдоль волиовода 10, 1-ю проход;ят поперек этого волновода из одной камеры в другую. В результате этого в каждой камере возникают стоячие волны. В пучности электрического поля стоячих воли включены диоды 3 и 4. При симметричном расноложеиии щелей У/ и /2 и при идентичности их размеров компенсация происходит по средией лииии волновода 10. Электрическое расстояиие от диодов 3 и 4 до этой средией лииии примерно соответствует четверти или нечетиому числу четвертей длины волны СВЧ-колебаиий из волновода 9.

В камерах У и 2 СВЧ-колебапия волиовода 10 возбуждают противофазные колебания одинаковой амилитуды. Эти колебания нроходят из камер 1 и 2 в волновод 9, взаимно компенсируются при расиростраиеиии вдоль него, но проходят через иего из одной камеры в другую. В результате этого в каждой камере возникают стоячие волны, в пучности электрического ноля которых включеиы диоды 3 и 4. Компенсация колебаний при симметричиой конструкции устройства происходит в месте расположения плоскости 8 соединения камер 1 п 2 с волноводом 9. Эле1 трическое расстояние от диодов 3 и 4 до этой плоскости, или при симметричном расиоложеиии диодов в сечении камер) до ближней средней линии волновода 9, примерно соответствует четверти или нечетному числу четвертей длины BO;Iиы СВЧ-колебаний из волновода 10.

Преобразуемый и гетеродинный сигналы образуют на диодах 3 к 4 сигналы промежуточной частоты, которые через блокировочные конденсаторы 19 и 20 проходят к клеммам 17 и 18 HR-цепей и далее в HR-нагрузку

При нарушении электрической снммет путей прохождения сигналов из одного волновода в другой происходит неполная компенсация нрошедишх сигналов н, следовательно, уменьн ается развязка между эти.мн BO;IHOBOдамн. Снмметрия, а вместе с ней и развязка могут быть улучшены при номоши соответствующего вворачивания винтов 24 и 25.

При иснользовании иредлагаемых волно1 0дн1)1х устройств в балансном модуляторе п в фазовом маннп)1яторе иодводятся к клеммам 18 и 17 импу.1ьсные сигналы - - модулиpyjOHUie и манинулирующие; один из luvuioводов 9 или 10 1 одк;110че соответственно к ИСТОЧ1И1КУ модулируемых или мапипулпруемых СВЧ-сигналов, а другой - к нагрузке. В носледнюю поступает СВЧ-сигпал амплитудно-модулироваиный с подавленной иесуи1ей в нервом случае и маиипулированный но (зазе

во втором случае. Электрическое расстоянне от диодов до ближней средней линии волиовода, иодключенного к нагрузке, выбирается в иервом случае примерио равиым четверти или нечетному числу четвертей длииы волны

модулируемого СВЧ-сигиала, а во втором случае - нумю или целому числу полуволны маиинулируемого по фазе с. в. ч. сигпала. По сравнению с известными и волиоводными иреобразователями габариты предлагаемого

уменьшены примерно в два раза, а рабочая полоса частот расширеиа более чем па 20%. Паличие в каждой волноводной камере / и 2 отдельного входа для каждого волновода 9 и 10 ириводит к иснользованию каждой

камеры «иа проход для сигиалов каждого из этих волиоводов и, следовательно, к частотной взаимной независимости входов каждой камеры. Последнее обстоятельство позволяет применять одно и то же предлагаемое

устройство для сигиалов разных СВЧ-диаиазонов, что сушественио расширяет частотные нределы этих устройств.

Пред м е т и з о б р е т е и и я

Волповодный преобразователь, состоящий из двух отрезков прямоугольного волновода, присоединенных к двум волноводным камерам с полупроводниковыми диодами, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и расширения рабочей полосы частот, один из упомянутых отрезков волновода симметрично присоедииеи своим торцом к торцам волиоводных камер так, что его широкая стенка параллельна широким стенкам камер, а другой отрезок волновода присоединен широкой стенкой К другим торцам камер и связан е ними продольпыми щелями, С1-1мметрпч 10 прорезаннымн параллельно широким стенкам камер.

2 5 716 96

/ /

и22

УЛ

8 9

ft