Волноводный тракт Советский патент 1978 года по МПК H01P3/12 

I

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться при динамичес ких испыганиях мощнык эпектроваку /М ных СВЧ-приборов.

Известен волноводный тракт, содержаший отрезок волновода, на внутреннюю поверхность которого нанесено .многослой ное покрьггие l ,

Однако в известном волноводном тракте покрытие выполнено на основе полупроводникового материала, что снижает работоспособность слоя на высоких уровнях мощности, когда появление даже низшей стадии дугового разряда - фазы тлеюще го разряда приводит к i практически мгновенному разрушению слоя.

Цель изобретения - улучшение надеж ности при работе на сверхвысоких уровнях мощности.

Для этого в предлагаемом волноводном тракте слой многослойного покрытия, соприкасающийся с внутренней поверхностью отрезка волновода, выполнен из дисульфида молибдена, а последующие слои выполнены из полимеризированного диэлектрика

со Бзвешештым в еы мелкодисперсным порошком дисульфида молибдена, кроме того, содержание дисульфида молибдена в последующих слоях убывает в направлении от внутренней поверхности от1:)езка волновода.

На фиг, 1 изображена конструкция пред-лагаемого волноводного тракта, выполнен-кого в Виде отдельных элементов СВЧ, соединенных посредством фланцевых соединений; на фйг. 2 - конструкция волноводно- го тракта стандартного прямоугольного сечения.

Волноводный тракт (фиг, 1) содержит отрезок волновода 1, многослойное покрытие 2, фланцевью 3, кеоднород-HBse элементы 4 являгощиеся частью отрезка волновода 1, алементы 5, которые склеены в рабочей плоскости волноводяого тракта.

На внутреннюю поверхность отрезка волновода 1 наносится многослойное покрытие 2, выполненное из полимеризуюшегося на поверхности отрезка волновода 1 диэлектрика, например эпоксидной смолы со взвешенным в нем мелкодисперсным дисульфидом молибдена (MoS ), при этом суммарная толщина всех слоев не превосходит 0,02 ЛоСДо- длина волны в свободном пространстве). Слои 6 нано- сится на отдельные участки отрезка волновода 1 в области неоднородности. СодержаниеМо S на глубине суммарного слоя в оптимальном случае должно распределяться по экспоненциальному закону с наибольшей (близкой к 10О%) плотностью на металлической поверхности волновода. Такой же состав наносимого компаунда необходим и при закреплении отдельных узлов консгрукции ни отрезках волновода 1, причем роль соединительного клея вььполняет верхний слой покрытия, с минимальным содоржанием . В области неоднородных элементов 4, являющихся принадлежностью отрезка волновода 1, так и элементов 5, которые cKneeffbi в рабочей полости тракта, нанесено многослойное покрытие 2. Кажлый из слоев 7 этого покрытия содержит различный npouenrMoS2, при этом слой, непосредственно прилегаю- щий к токоведушим поверхностям, выполне из Мо &2 , а последующие слои - из полимеризованного диэлектрика со взвешен ным в нем мелкодисперсионным порошком MoSjj . Нанесение отдельных слоев многослойного покрытия 2осуществляется в последовательности, необходимой для полного затвердевания каждого из предшествующих опоев. Наилуч 1ше результаты, с точки зре ния получения максимальной электрической прочности, получаются при сплошном нанесении покрытия па токоведущие поверхности тракта. Вместе с тем, в ряде конкретных конструкций, например, выполненных на базе регулярного волновода стандар7 ного прямоугольно1Х) сечения .(фиг. 2) и имеющие неоднородности, расположенные преимущественно на его узких стенках, более эффективным оказывается нанесение частичных покрытий в виде четырех симметрично расположенных слоев 7 шириной, близкой к О,1 а ( а - размер широкой стенки волновода), наносимых на широкие стенки волновода на расстоянии 1/3 с( от его узких стенок. Этот эффект можно распространить на цилиндрические волноводы. Наносимое на токоведущие поверхности тракта многослойное покрытие с неравномерным процентным содержанием MoS по отдельным слоям не оказывает сущест венного влияния на распространение волны основного вида. Однако наличие многослой ного покрытия достаточной: толщины оказывается эффективным при подавлении локализованных в области неоднородности волн высших порядков, также способных вызвать высокочастотные дуговые разряды. 3|)фект подавления волн высших порядков основан на их концентрации в диэлектрике покрытия. Э{)фективность подавления волн высших порядков зависит как от толщины многослойного покрытия, так и. процентного содержания в помМоБ по отдельным слоям, т.е. от электрических параметров: тангенса угла потерь и диэлектрической проницаемости. С другой стороны, при передаче больших энергий, многослойное покрытие надежно экранирует рабочую полость от источников, инициирующих высокочас-. тотный дуговой раз|зяд, т.е. от факел)пых образований па токоведущих частях тракта . Основной вклад в эк)анизацию от источников ионизащ.и вносят ближайшие к металлу слои, имеющие максимальное со держание дисульфида молибдена. Эти слои, во-первых, выполняют функции надежного тешювого контакта микрочастиц с токонесущими частями тракта, что исключает возможность их прогрева до нежелательных темперагу э, а следовательно, устраняют первопричину появления факельных образований, во-вторых, обеспечивают возможность диффузии микрочастицы в металле или химического взаимодействия ее с материалом покрытия в условиях высокочастотногО нагрева, что снижает величину поверхностной энергии металла токоведу- щих частей, а следовательно, снижают вероятность инициироваЕ1ия пробоя локальньнми нагревами. . Экспериментально установлено, чтх этим условиям удовлетворяет многослойное покрытие с толщиной не более 0,01-О,О2Л(5 выполненное на основе эпоксидной смолы. Эквивалентные параметры слоя, т.е. тангенс угла диэлектрических потерь и диэлектрическая проницаемость, соогветственно равны О,3 - 0,5 и 4,0, причем процентное содержание Мо S в каждом из слоев многослойного покрытия распределено по закону, близкому к экспоненциальному. При толщине порядка 0,О2 Л появляется опасность рассеяния энергии волны основного вида, а уменьшение толщины снижает эффективность подавления волн высишх порядков. Помимо повышения эффективности подавления факельных образований и волн высших порядков выполнение МНОГОСЛОЙН01Х) покрытия с различным