Патент на изобретение №2327262

(54) СВЧ-ОТВЕТВИТЕЛЬ

(57) Реферат:

Изобретение относится к элементам радиоэлектронных устройств, в частности к коаксиальным линиям передачи широкополосных сигналов, и предназначено для контроля мощности СВЧ-генераторов. СВЧ-ответвитель содержит корпус, изготовленный из металла в форме прямоугольного параллелепипеда, в котором выполнены связанные коаксиальная основная и контрольная линии. В корпусе выполнено продольное сквозное цилиндрическое отверстие, в котором на изоляторах соосно закреплен центральный проводник основной линии. Между одной из граней прямоугольного корпуса и поверхностью цилиндрического отверстия выполнена прямоугольная полость, а между этой полостью и поверхностью цилиндрического отверстия выполнено сквозное отверстие электромагнитной связи основной и контрольной линий. Контрольная линия содержит микрополосковую плату с согласованной нагрузкой на одном конце. На микрополосковой плате выполнены переходы от компланарной к микрополосковой линии. Компланарная линия расположена в центре микрополосковой платы, которая размещена в прямоугольной полости над отверстием связи. Технический результат изобретения – расширение рабочей полосы частот более октавы. 2 ил.

Изобретение относится к элементам радиоэлектронных устройств – коаксиальным линиям передачи широкополосных сигналов и предназначено для контроля мощности СВЧ-генераторов.

Изобретение может быть применено в радиоэлектронных устройствах на выходе широкополосных СВЧ-генераторов для контроля их работы.

Уровень техники

Известен коаксиальный ответвитель, который содержит коаксиальные основную и контрольную линии с СВЧ-разъемами, петлю связи основной и контрольной линий и согласованную нагрузку, присоединенные к контрольной линии (Справочник по элементам радиотехнических устройств под ред. В.Н.Дулина, М.С.Жука, М., Энергия, 1978 г., стр.465, рис.7-44).

За прототип изобретения принят коаксиальный ответвитель, который содержит связанные скрещенные коаксиальные основную и контрольную линии с СВЧ-разъемами, выполненные на отрезках коаксиальной линии. Область электромагнитной связи представляет собой круглую трубу, внутренний диаметр которой больше внутреннего диаметра внешних проводников коаксиальнных линий (Там же, стр.465, рис.7-45).

Недостатком аналогов является узкая рабочая полоса частот (10%).

Технический результат

Техническим результатом изобретения является обеспечение рабочей полосы частот СВЧ-ответвителя более одной октавы.

Описание фигур

На фиг.1 представлен эскиз предложенного СВЧ-ответвителя со снятой крышкой прямоугольной полости 8, в которой размещена микрополосковая плата 11.

На фиг.2 – сечение СВЧ-ответвителя по Б-Б фиг.1.

На фигурах введены обозначения:

1 – корпус СВЧ-ответвителя;

2 – продольное сквозное цилиндрическое отверстие в корпусе 1;

3 – центральный проводник основной линии;

4 – фланцы с СВЧ-разъемами;

5 – СВЧ-разъемы основной линии;

6 – изоляторы;

7 – основная линия ответвителя;

8 – прямоугольная полость в корпусе ответвителя;

9 – СВЧ-разъем контрольной линии;

10 – отверстие электромагнитной связи основной и контрольной линий;

11 – микрополосковая плата;

12 – компланарная линия;

13 – переходные области от компланарной линии к микрополосковой;

14 – отрезок микрополосковой линии;

15 – согласованная нагрузка;

16 – отрезок микрополосковой линии;

17 – контрольная линия ответвителя.

Конструкция СВЧ-ответвителя

Технический результат изобретения достигается за счет того, что предложенный СВЧ-ответвитель (фиг.1, 2) содержит корпус 1 с фланцами 4, изготовленный из металла в форме прямоугольного параллелепипеда, в котором выполнены связанные коаксиальная основная и контрольная линии, три СВЧ-разъема 5 и 9, два из которых присоединены к основной линии, а один – к контрольной.

В корпусе 1 выполнено продольное сквозное цилиндрическое отверстие 2, в котором на изоляторах 6 соосно закреплен центральный проводник 3 основной линии. Поверхность цилиндрического отверстия 2 служит внешним проводником основной коаксиальной линии.

Между одной из граней прямоугольного корпуса 1 и поверхностью цилиндрического отверстия 2 выполнена прямоугольная полость 8, а между этой полостью и поверхностью цилиндрического отверстия 2 выполнено сквозное отверстие электромагнитной связи 10 основной и контрольной линий, диаметр которого в два или более раза меньше диаметра отверстия 2.

Контрольная линия 17 СВЧ-ответвителя содержит микроополосковую плату 11, согласованную нагрузку 13 и СВЧ-разъем 9. На микроополосковой плате 11 выполнены переходные области 13 от компланарной 12 к микрополосковой линии 11. Компланарная линия 12 расположена в центре микрополосковой платы 11, которая размещена в полости 8, над отверстием 10 связи, параллельно ее большим стенкам.

Согласованная нагрузка 13 присоединена к свободному концу компланарной линии, свободный конец микрополоской линии соединен с СВЧ-разъемом контрольной линии.

Работа СВЧ-ответвителя

Предложенный СВЧ-ответвитель работает следующим образом. При прохождении СВЧ-сигнала по основной линии 7 часть мощности сигнала на уровне минус 35-45 дБ ответвляется через отверстие 10 в полость 8. При этом в компланарной линии 12 возбуждаются две волны, бегущие в противоположных направлениях от места ее возбуждения. Одна из этих волн поглощается в согласованной нагрузке 15, а другая – направляется к боковому разъему 9, который является выходом контрольной линии 17.

Широполосная связь основной и контрольной линий СВЧ-ответвителя обеспечивается за счет ненаправленной электромагнитной связи, реализуемой с помощью отверстия 10 и компланарной линии 12. От диаметра отверстия 10 зависит переходное ослабление, чем меньше отверстие, тем больше переходное ослабление ответвителя.

Общие признаки изобретения и прототипа

СВЧ-ответвитель содержит коаксиальную основную и контрольную линии, электромагнитно-связанные через круглое отверстие во внешнем проводнике основной линии, и три СВЧ-разъема, два из которых присоединены к основной линии, а один – к контрольной.

Отличительные признаки изобретения

СВЧ-ответвитель дополнительно содержит корпус, изготовленный из металла в форме прямоугольного параллелепипеда, в котором выполнено продольное сквозное цилиндрическое отверстие электромагнитной связи основной линии с контрольной, в котором на изоляторах соосно закреплен центральный проводник основной линии, кроме того, между одной из граней корпуса и поверхностью цилиндрического отверстия выполнена прямоугольная полость, причем между прямоугольной полостью и поверхностью цилиндрического отверстия выполнено сквозное отверстие связи, диаметр которого в два или более раз меньше диаметра цилиндрического отверстия, кроме того, контрольная линия содержит микрополосковую плату, на которой выполнены переходные области от компланарной линии к микрополосковой и согласованная нагрузка, присоединенная к свободному концу компланарной линии, кроме того, компланарная линия расположена в центре микрополосковой платы, размещенной в прямоугольной полости над отверстием связи, параллельно ее большим стенкам, а свободный конец микрополоской линии соединен с СВЧ-разъемом контрольной линии.

Пример выполнения СВЧ-ответвителя с волновым сопротивлением 50 Ом и рабочей полосой частот от 8 до 18 ГГц

Корпус 1 и все детали основной линии 7 СВЧ-ответвителя выполнены из латуни. Внутренний диаметр D внешнего проводника 2 основной линии равен 7 мм, диаметр d центрального проводника 3 равен 3 мм. Диаметр S отверстия 10 электромагнитной связи равен 3 мм. Отношение диаметров D/S=2,3.

Микрополосковая плата 11 имеет размеры 10×12×0,5 мм.

Параметры компланарной линии 12: ширина полоски 1,1 мм, зазор 0,3 мм, длина 3 мм.

Согласованная нагрузка 15 выполнена в форме треугольника из резистивного материала с удельной проводимостью 100 Ом на квадрат.

Величина связи контрольной линии с основной в диапазоне частот от 8 до 18 ГГц составляет минус 35±5 дБ, потери в основном канале 0,8 дБ.

Технический результат в такой конструкции СВЧ-ответвителя достигнут. При отношении диаметров D/S=2,3 (больше двух) рабочая полоса больше октавы (18 ГГц/8 ГГц=2,25).

Формула изобретения

СВЧ-ответвитель, содержащий коаксиальную основную и контрольную линии, электромагнитно связанные через круглое отверстие во внешнем проводнике основной линии, и три СВЧ-разъема, два из которых присоединены к основной линии, а один к контрольной, отличающийся тем, что дополнительно содержит корпус, изготовленный из металла в форме прямоугольного параллелепипеда, в котором выполнено продольное сквозное цилиндрическое отверстие, поверхность которого служит внешним проводником основной линии, в этом отверстии на изоляторах соосно закреплен центральный проводник основной линии, кроме того, между одной из граней корпуса и поверхностью цилиндрического отверстия выполнена прямоугольная полость, причем между прямоугольной полостью и поверхностью цилиндрического отверстия выполнено сквозное отверстие электромагнитной связи, диаметр которого в два или более раз меньше диаметра цилиндрического отверстия, кроме того, контрольная линия содержит микрополосковую плату, на которой выполнены переходные области от компланарной линии к микрополосковой и согласованная нагрузка, присоединенная к свободному концу компланарной линии, причем компланарная линия расположена в центре микрополосковой платы, размещенной в прямоугольной полости над отверстием связи, а свободный конец микрополосковой линии соединен с СВЧ-разъемом контрольной линии.

РИСУНКИ