Подстроечный элемент Советский патент 1980 года по МПК H01G7/04 

(54) ПОДСТРОЕЧНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

1

Изобретение относится к радиотехнике, а конкретнее к устройству жидкостных подстроечных элементов приемной и передающей радиоаппаратуры, предназначенной для использования преимущественно в линиях радиои телевизионной связи, а также в быту.

Известен жидкостный подстроечный элемент, который предназначен для выполнения функций антенны с подстраиваемой длиной 1. Однако этот подстроечный элемент имеет ряд существенных погрешностей, главные из которых следующие:

электрод с подстраиваемой длиной имеет форму сплошного стержня, что делает его массивным и тяжелым, осо- бенно при использовании ртути;

ограничен выбор токопроводящих жидкостей для подстраиваемого электрода, пригодных для использования в широком интервале температур окружающей среды, например при самых низких температурах, зафиксированных в условиях сильных морозов (ниже минус 86°С), когда применение ртути становится невозможным;

отсутствие средств защиты от обледенения корпуса;

не возможно функционирование при ориентации в горизонтальное положение как трубчатого корпуса,так и емкости с жидкостью;

5 облсщает громоздкостью за счет внешнего расположения емкости относительно трубчатого корпуса;

наличие подвижных элементов с уплотнениями в вентиле, что снижает

10 функциональную надежность;

сложные условия хранения и транспортировки, так как в этих условиях требуется выполнение операций по определенной ориентации в пространстве.

15 Известен подстроечный элемент, содержащий герметичный корпус из диэ- . лектрического материала, с размещенной в нем емкостью с неконденсирующимся газом, наружную обкладку и

20 внутреннюю обкладку в виде токопроводящего слоя, выполненного из пористого диэлектрического материала, пропитанного электропроводной жидкостью 2 .

25 Протяженность подвижного токопроводящего слоя в жидкостномОбогреваемом подстроечным элементе-прототипе изменяется при колебаниях температуры окружающей среды, а

iO подвижный конец токопроводящего ело

с электропроводной жидкостью экранирован наружной обкладкой. Эта особенность не позволяет использовать подстроечный элемент в качестве мно годиапазонной антенны для приема и излучения радиоволн.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Достигается это тем, что подстроечный элемент, содержаидий герметичный корпус из диэлектрического материала с размещенной в нем емкостью с неконденсирующимся газом, наруж.. ную обкладку и внутреннюю обкладку в виде токопроводящего слоя, выполненного из пористого диэлектрическо материала, пропитанного электропроводной жицкостью, снабжен соединенным с наружной обкладкой узлом регулирования протяженности токопроводящего слоя, содержащим датчик давления, блок согласоЬания и регулятор мощности, а наружная обкладка выполнена в виде резистивног нагревательного элемента.

На фиг. 1 изображен общий вид элемента стержневой формы, продольный разрез ; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - выполнение корпуса элемента с подвижным токопроводящим слоем в форме конического и пирамидального рупора; на фиг 4 - корпус элемента с подвижным слоем в виде параболического рефлектора, вариант выполнения.

Подстроечный элемент в форме стержня (см. фиг. 1 и 2) содержит герметичный корпус 1 из диэлектрика например из стекла, который имеет на поверхности зоны для подвода 2 и отвода 3 тепловой энергии, необходимой для его работы. На поверхности корпуса находится наружная неподвижная обкладка. Элемент имеет диэлектрическую емкость 4 с неконденсирующимся газом 5, например аргоном, которая расположена во внутренней полости корпуса и . сообщается с ней через зазор между Открытым торцом емкости и торцовой стенкой корпуса у охлаждаемого конца. Подвижный токопроводящий слой 6 состоит из пористого диэлектрика 7, например, в виде открытых продольных капиллярных каналов на внутренней поверхности стенки корпуса, который пропитан электропроводной ЖИДКОСТЬЮ 8, напри7 мер, цезием, в расплавленном состоя НИИ, Подвижный слой расположен во внутренней полости корпуса с парами 9 электропроводной жидкости и находится в электрическом контакте с выводом 10, расположенным на- торцовой стенке корпуса у зоны подвода тепла. Наружная обклдцка нового элемента расположена на корпусе в зоне подвода. 2 тепловой энергии. Она выполнена в ввде нагревателя 11

например, в виде слоя омического сопротивления из нихрома, в вице витков индуктора и др., и соединена с источником энергии, например, аккумулятором, генератором переменного тока и др. Предложенный элемен снабжен линией компенсации протяженности подвижного токопроводящего слоя. Линия компенсации выполнена, например, из датчика давления 12, например пьезоэлектрического, котор расположен в емкости 4 для неконденсирунхдего газа 5, и блока согласования 13, например, на тиристорах и транзисторах, вырабатывакяцего сигнал для дистанционного управления регулятором мощности 14, к которому подключена эта линия.

Подвижный токопроводящий слой 6 в корпусе 1 может иметь конфигурацию конического или пирамидального рупора переменной длины (см. фиг.З) или параболического рефлектора с переменным диаметром (см. фиг. 4).

При работе подстроечного элемента как многодиапазонной антенны для приема и излучения радиоволн ег вывод 10 соединяется с антенной клеммой радиоаппаратуры либо непосредственно, либо через высокочастотный кабель.

Подавая энергопитание к нагревателю 11от источника 15, регуляторо мощности 14 устанавливают приток энергии, необходимый для получения нужной протяженности подвижного токпроводящего слоя б, выполняющего функцию активного электрода настраиваемой длины при работе радиоаппаратуры на заданной длине волны. От нагревателя 11, тепловой поток направлен через зону подвода 2 тепловой энергии к электропроводной жидкости 8, которая,испаряясь,переходит в парообразное фазовое состояние. Между парами 9 жидкости 8 и неконденсирукяцимся газом 5 образуется четкая граница раздела сред газпар . Пары 9 оттесняют газ 5 в область зоны отвода 3 тепла, где конденсируются и насыщают жидкостью 8 пористый диэлектрик 7 на внутренней стенке корпуса 1. Пространство между стенкой корпуса и емкостью, заполненное парами указанной жидкости, выполняет функцию средства тепловой защиты корпуса от обледенения. По капиллярам пористого диэлектрика жидкость 8 в В1зде неразрывного токопроводящего слоя б возвращается в зону подвода 2 тепловой энергии, замыкая таким образом непрерывный цикл ее направленного движения по замкнутому контуру. Наличие границы раздела газ-пар исключает проникновение жидкости из зоны отводаЗ тепла в область корпуса 1 и емкости 4, заполненные неконденсирующимся газом 5. Доля

энергии, равная разности между подводимым теплом р и отводилалм теплом .РО расходуется на поддержание заданной протяженности подвижного слоя 6. Защита от нежелательного изменения геометрического размера протяженности слоя б при колебаниях температуры окружающей среды осу(ествляется линией компенсации протяженности этого слоя, При этом датчик давления 14 снимает характеристику упругости пара 9, находящегося в однозначной зависимости от. температуры внутри корпуса и окружающей среды. Датчик подает входной сигнал на блок согласования 13, в котором осуществляется расчет коррекции температурного состояния и давления пара 9 в корпусе в зависимости от температуры окружающей среды, при неизменной, наперед заданной протяженности электрода в зоне отвода 3 тепла. При этом вырабатывается выходной сигнал, который подается к регулятору мощности 14 дл соответствующего изменения подводимой к нагревателю мощности и температуры в корпусе, поддерживая при этом неизменной протяженность слоя 6

Наиболее подвижным материалом для корпуса элемента является радиопрозрачная стеклокерамика, которая обладает низкими диэлектрическими потерями, высокой устойчивостью к тепловому удару и высокой механической прочностью, а также высокой устойчивостью к дождевой эрозии. Наравне с высокой однородностью электрческих свойств она способна выдерживать без разрушения охлаждения от Т00°С в ледяной воде при Ос.

Преимущества предложенного решения заключаются в простоте конструкции идешевизне разработки и изготовления .

Предлагаемый электрод имеет ряд преимуществ:

подстраевыемый электрод имеет трубчатую форму, что в 8-10 раз сниMtf. у Ц АКХХКХХХХХХЗОСУХХХУ u-g-y. ж f .чy.yvy. д ff

жает его массу; расширены возможности выбора токопроводящих жидкостей для подвижного электрода, так как жидкость работает с подогревом; имеет эффективное средство защиты 5 от обледенения, в виде кольцевого пространства заполненного паром; может функционировать не только в гравитационном поле, но и при любой ориентации в пространстве; обладает компактностью за счет расположения

o емкости газа внутри корпуса, в полости подстраиваемого электрода; полное отсутствие каких-либо подвижных элементов и кинематических связей между ними; упрощены условия

5 хранения и транспортировки, так как не требуется выполнения при этом операций по ориентации в определенное положение.

Формула изобретения

Подстроечный элемент, содержащий герметичный из диэлектрического материала, с размещенной в нем

25 емкостью с неконденсирующимся газом наружную обкладку и внутреннюю обкладку в виде токопроводящего слоя, выполненного из пористого диэлектрического материала, пропитанного

30 электропроводной .жидкостью, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен соединенным с наружной обкладкой узлом регулировани

35 протяженности токопроводящего слоя, содержащим датчик давления, блок согласования и регулятор мощности, наружная обкладка выполнена в виде резистивного нагревательного элемента.

40

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

(прототип) . t tff ttftttUllMt Мбишаавыооиынт jЛfAУ k A ;fj И j Я: : ;iv V ftV MУ . jbjfc дччсжк ж ху жуууууу СГУЬСГУУУХУ ЛЛЛ -Л ЛЛ ,,„„,,, СУ rf W VY WW4 j,)QXJwPCiXy,CXjOOOO

7

Фиг. 3