Волноводный трансформатор полных сопротивлений

Волноводный трансформатор полных сопротивлений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублим

< >881905

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 1502,80 (21) 2888619/18-09 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 151181 Бюллетень ЙЯ 42 (51) м. к„.

Н 01 Р 5/04

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621.372 (088 ° 8) Дата опубликования описания 15.11.81 (72) Авторы изобретения

А. С. Батанов, М. Н. Грачев и Ю. A. Карц (71) Заявитель (5 4) ВОЛНОВОДНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ПОЛНЫХ

СОПРОТИВЛЕНИЙ

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в антенно-фидерных трактах.

Известны шлейфовые, стержневые (винтовые) трансформаторы полных сопротивлений (ТПС) и ТПС с перемещающимися диэлектрическими пластинами. Каждый из них может содержать один, два, три и более обычно однородных перестраиваемых элемента. В

ТПС с одним и двумя перестраиваемыми элементами необходимо перемещать элементы вдоль оси волновода, что усложняет конструкцию, увеличивает габариты прибора и исключает возможность быстрой настройки. Для согласования неоднородностей с любыми значениями коэффициента отражения применяются также неподвижные (относительно оси волновода) перестраиваемые трехэлементные ТПС Г1).

Однако известные ТПС имеют большие габариты и,сложный алгоритм управления элементами.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому являетса волноводный ТПЧ, содержащий два настроечных штыря, размещенных в широкой стенке отрезка прямоугольного волновода на четвертьволновом расстоянии один от другого в плоскости продольного сечения, смещенный относительно продольной оси отрезка прямоугольного волновода $25.

Однако известный ТПС имеет недостаточный диапазон рабочих частот.

Цель изобретения — расширениа диапазона рабочих частот. для достижения цели в волноводном ТПС, содержащем два настроечных штыря, размещенных в широкой стенке отрезка прямоугольного волновода на четвертьволновом расстоянии один от другого в плоскости продольного сечения, смещенной относительно продольной оси отрезка прямоугольного волновода,на узкой стенке отрезка прямоугольног о волновода, ближайшей к настроечным штырям, размещена диэлектрическая пластина.

На фиг. 1 приведена конструкция предложенного устройства, на фиг.2то же, вид слева.

Трансформатор полных сопротивлений содержит отрезок 1 прямоугольного волновода, два настроечных штыря 2 и 3, диэлектрическую пластину 4.

Устройство работает следующим образом.

881905

Перемещение настроечных штырей

2 и 3 может осуществляться с помощью резьбы на них или через отверстия в широкой стенке отрезка прямоугольного волновода. Механическая перестройка настроечных штырей 2 и 3 может быть заменена электронной перестройкой путем регулировки тока, протекающего, например, через полупроводниковые приборы, установленные в зазорах ь настроечных штырей 2 и 3 (см.фиг. 2). В отрезке .1 волновода установлена диэлектрическая пластина 4 с толщиной t и диэлектрической проницаемостью Е (в общем случае материал пластины может иметь отличные от единицы диэлектрическую и магнит- 15 ную проницаемости). Пластина примыкает к узкой стенке отрезка 1 прямоугольного волновода. При заданном отношении Л /а (Л вЂ” длина волны в свободном пространстве, а - размер ши- Щ рокой стенки отрезка прямоугольного волновода), удовлетворяющем условию одноволновости 1 <Л/а<2 ?????????????? ???????????????????????????? ??????????????????, ?????????????????? ?????????????????????????????? ???????????????? e. u t ???????????????????? ??????, ?????????? ?? ?????????????????????????? ?????????????????? ???????????????????????????????? ???????????? ???????? ???????????????????? ?????????? ????

Выбор местоположения настроечных штырей 2 и 3 в предложенном ТПС про- 40 изводится, в следующем порядке.

Пусть задана некоторая величина Л /а, соответствующая рабочей длине волны ТПС,а диапазон одноволноВости пустого прямоугольного волновода (1 а(2),>

Выбираем величину диэлектрической проницаемости f пластины 4 (желательно R v 4 для перекрытия всего диапазоS на 1 <Л/д<2), например, Я --4, матери" О ал — плавленный кварц. Далее из условия того,, что Л,< g/а — относительная критическая длина волны ТЕ О(волна

TE gO- нераспространяющаяся — ) vaoaлетворяет соотношению Л, 2//а=О. 75. выбираем толщину диэлектрической пластины, эти данные — связь л <> 2/а с t/а - можно найти, например, в книге: Бергер М.Н., Капилевич Б.Ю.

Прямоугольные волноводы с диэлектриками. М., "Советское радио"; 1973) . 60

Для работы ТПС без "зоны недосягаемости" необходимо сильное взаимодействие по местным полям (посредством волны ТЕ 1 в системе двух настроечных штырей в отрезке прямоугольного 65 волновода, причем величина этого взаимодействия должна быть такова, чтобы мощность, переносимая между неоднородностями основной волной TE равнялась мощности, переносимой выс(0 шей затухающей волной ТЕ Это дости".

ЯО гается определенным выбором места установки настроечных штырей 2 и 3 в поперечном сечении отрезка 1 прямоугольного волновода, Эффект расширения допустимого диапазона длин волн, в котором возможно с помощью двухэлементного ТПС согласование любых комплексных сопротивлений, при введении в отрезок 1 прямоугольного волновода диэлектрической пластины 4 объясняется двумя причинами: снижается критическая частота волны ТЕ о и ослабляется в месте установки настроечных штырей 2 и 3 амплитуда волны ТЕ, по сравнению с амплитудой волны ТЕ, что связано с более интенсивным втягиванием в диэлектрик поля основной волны ТЕ„ . В результате упомянутый баланс мощностей может быть обеспечен при любых Л /а в диапазоне

1 < Л/а<2 ?? ???????? ?????? ??>

ТПС по возможности должен включаться вблизи согласуемой неоднородности,. так как обычно чем меньше расстояние между ним и неоднородностью, тем широкополосней согласование.

Если комплексное сопротивление согласуемой неоднородности неизвестно, то настройка ТПС осуществляется, как и известном устройстве по простому алгоритму — циклический покоординатный спуск в пространстве двух координат д„и — зазоров настроечных штырей, осуществляющий минимизацию модуля результирующего коэффициента отражения. Для этого у каждого настроечного штыря, как и в известном, имеется свой привод с независимым управлением.

Механическая настройка ТПС может быть заменена электронной настройкой, осуществляемой путем регулировки токовв, прот ек ающи х, например, через полупроводниковые приборы. Полупроводниковые приборы установлены в зазорах д„и 5g настроечных штырей.

При электронной настройке ТПС обеспечиваеуся быстродействие настройки и возможность более простой реализации автоматизации процесса согласования.

Преложенное устройство расширяет область применения трансформаторов полных сопротивлений в волноводной технике, так как позволяет создать быстродействующие автоматизированные согласующие трансформаторы для измерительной аппаратуры, а также, например, производить быстрое согласование каждого элемента антенной решетки при широкоугольном сканировании луча. Выпускаемые промышленностью ТПС с ручной механической пе881905

Формула изобретения фиг. T

Составитель В.Маврин

Техред С.Мигунова Корректор М.Шароши

Редактор С.Тюрина

Заказ 9989/81 Тираж 637 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретенйй и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4 рестройкой не позволяют осуществить укаэанные возможности. Кроме того, они уступают по габариту и весу предлагаемому ТПС.

Волноводный трансформатор полных сопротивлений, содержащий два настроечных штыря, размещенных в широкой стенке отрезка прямоугольного волновода на четвертьволновом расстоянии один от другого в плоскости продольного сечения, смещенной относительно продольной оси отрезка прямоугольного волновода, О т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения ди- апаэона рабочих частот, на узкой стенке отрезка прямоугольногр волновода, ближайшей к настроечным штырям, размещена диэлектрическая пластина.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Линии передачи сантиметровых вопн. Под ред. Г.А.Ремеза. М., "Советское радио", т.2, 1951.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2575662/18 09, .кл. H.01 P 3/12, 1978 (прототип) .