Волноводное поворотное устройство

Волноводное поворотное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к устройствам СВЧ и может быть использовано для передачи энергии между участками высокочастотного тракта, требующими относительного углового перемещения.

Известно волноводное поворотное устройство (а.с. СССР №924779), содержащее волноводы, фланцы которых соединены шарниром, уплотнения и упругий элемент. Данное устройство обеспечивает поворот волноводных секций относительно друг друга только в одной плоскости. Основным недостатком является необходимость установки поворотных устройств по каждой оси поворота, что значительно усложняет конструкцию высокочастотного тракта.

Известно поворотное устройство для соединения волноводных секций (а.с. СССР №251628), содержащее фланцы с дросселями и резиновыми герметизирующими кольцами. С целью сохранения параметров устройства при изгибах и повороте волноводных секций, фланцы снабжены выточками, между которыми помещен шар. Наличие резиновых герметизирующих колец уменьшает срок службы данного устройства.

Известен гибкий волновод позвонкового типа (патент РФ №2236070), состоящий из четвертьволновых звеньев с дроссельными канавками на торцевой сферической поверхности и системы подвижных элементов связи. В качестве элементов связи использованы цилиндрические пружины, которые не позволяют получить прочную конструкцию, выдерживающую значительные внешние нагрузки в виде ударов и вибрации, особенно для больших сечений высокочастотного тракта. Большие изгибающие моменты, возникающие при работе элементов гибкого волновода, и возникающее при этом трение приводят при непрерывной работе конструкции к быстрому износу и выходу из строя.

Известно также поворотное волноводное соединение (патент СССР №1787300), содержащее отрезки желобковых волноводов, закрепленных в шарнирном соединении, выполненном в виде карданового подвеса. Данное соединение обеспечивает поворот выходного высокочастотного тракта относительно входного тракта в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях. Данное устройство является наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого изобретения.

Основными недостатками прототипа являются большие потери на излучение, сложность изготовления и сборки.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является расширение арсенала имеющихся средств указанного назначения с одновременным улучшением эксплуатационных характеристик, а именно создание волноводного поворотного устройства, обеспечивающего поворот высокочастотного тракта одновременно по двум осям.

Техническим результатом при реализации изобретения является, в частности, возможность одновременного поворота высокочастотного тракта по двум осям, уменьшение потерь на высокочастотное излучение и снижение уровня излучения, повышение прочности и жесткости конструкции, повышение вибропрочности, упрощение конструкции, технологии изготовления и сборки, увеличение углов поворота входного и выходного участков высокочастотного тракта, возможность конструировать двухосные волноводные поворотные сочленения в широком диапазоне частот.

Влияние на достижение указанного технического результата оказывают нижеприведенные отличительные признаки. Волноводное поворотное устройство выполнено в виде кардана, состоящего из крестовины и двух вилок. Вилки кардана выполнены в виде отрезков волновода с сечением, равным сечению волноводного канала высокочастотного тракта. Крестовина кардана имеет внутренний волноводный канал, который сопрягается с волноводными каналами вилок кардана. Смежные концентрические поверхности вилок и крестовины кардана выполнены с возможностью вращательного движения относительно друг друга вокруг осей вращения, совпадающих с осями кардана. Смежные концентрические поверхности вилок и крестовины кардана перемещаются относительно друг друга с зазором, причем цилиндрические поверхности крестовины кардана имеют дроссельные канавки и проточки для вставок из поглощающего материала для уменьшения высокочастотного излучения и снижения потерь на излучение в высокочастотном тракте. В местах соединения вилок и крестовины кардана установлены подшипники, которые обеспечивают поворот вилок и крестовины кардана вокруг двух взаимно-перпендикулярных осей, причем одна из вилок и крестовина кардана обеспечивают поворот по широкой стенке волновода, а другая вилка и крестовина кардана - по узкой стенке волновода. Конструктивные особенности устройства позволяют получить угол поворота по одной оси кардана на ±15°, а по другой оси - на ±20°. В предлагаемой конструкции двухосного волноводного поворотного устройства вилки и крестовина кардана являются частью высокочастотного тракта, что обеспечивает поворот высокочастотного тракта одновременно по двум осям, уменьшает потери на излучение, обеспечивает высокую прочность, жесткость конструкции, повышает вибропрочность, позволяет упростить конструкцию и повысить технологичность изготовления высокочастотного тракта за счет уменьшения длины и количества изгибов высокочастотного тракта.

На фиг.1 приведен чертеж волноводного поворотного устройства, общий вид, разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Устройство содержит две вилки 1 и 2 кардана, выполненные в виде отрезков волновода с сечением, например прямоугольным, равным сечению волноводного канала высокочастотного тракта. Крестовина 3 кардана имеет внутренний волноводный канал, в частности прямоугольного сечения, который сопрягается с волноводными каналами вилок 1 и 2 кардана. В местах соединения вилки 1 кардана и крестовины 3 кардана установлены подшипники 4 и 5. В местах соединения вилки 2 кардана и крестовины 3 кардана установлены подшипники 6 и 7. Смежные концентрические поверхности вилок 1 и 2 кардана и крестовины 3 кардана выполнены в виде звеньев двух вращательных цилиндрических пар, оси вращения которых совпадают с осями 8 и 9 кардана. Цилиндрические поверхности крестовины 3 кардана имеют дроссельные канавки 10 и 11 и проточки 12 и 13 для вставок из поглощающего материала. В стенках вилок 1 и 2 кардана выполнены дроссельные канавки 14, 15, 16 и 17.

Места соединения вилок и крестовины кардана могут быть выполнены двумя способами. В одном случае, крестовина кардана имеет две пары цапф на двух взаимно-перпендикулярных осях, а вилки кардана - соответствующие подшипники. В другом случае цапфы могут быть выполнены на вилках кардана, а подшипники - на крестовине кардана.

Реализация предлагаемого изобретения позволяет конструировать двухосные поворотные волноводные сочленения для широкого диапазона частот, в т.ч. с использованием волноводов средних и больших сечений.

1. Волноводное поворотное устройство, выполненное в виде кардана, отличающееся тем, что вилки кардана выполнены в виде отрезков волновода, крестовина кардана имеет внутренний волноводный канал, который сопрягается с волноводными каналами вилок кардана, а смежные концентрические поверхности вилок и крестовины кардана выполнены с возможностью вращательного движения относительно друг друга, причем оси вращения совпадают с осями кардана.

2. Волноводное поворотное устройство по п.1, отличающееся тем, что смежные концентрические поверхности вилок и крестовины кардана выполнены в виде звеньев двух вращательных цилиндрических пар.

3. Волноводное поворотное устройство по п.1, отличающееся тем, что места соединения вилок и крестовины кардана снабжены подшипниками.

4. Волноводное поворотное устройство по п.2, отличающееся тем, что цилиндрические поверхности крестовины имеют дроссельные канавки и проточки для вставок из поглощающего материала.

5. Волноводное поворотное устройство по п.1, отличающееся тем, что в стенках вилок кардана выполнены дроссельные канавки.