Патент на изобретение №2367067
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СВЧ-НАГРУЗКА
(57) Реферат:
Изобретение относится к области электротехники, в частности к сверхвысокочастотной радиотехнике, и может быть использовано в качестве согласованной мощной СВЧ-нагрузки. Техническим результатом изобретения является увеличение рассеиваемой мощности и расширение рабочей полосы частот СВЧ-нагрузки. Поставленная задача достигается тем, что гребневой волновод выполнен из металла с низкой проводимостью, величина воздушного зазора в гребневом волноводе составляет менее 0,1 высоты гребневого волновода, причем коэффициент затухания по ее длине изменяется по закону:
Предлагаемое изобретение относится к сверхвысокочастотной радиотехнике и может быть использовано в качестве согласованной мощной СВЧ-нагрузки. Известна нагрузка для высокого уровня мощности СВЧ (АС Недостатком данной нагрузки является сложность конструкции и необходимость принудительного обдува поглощающего материала. Известна сверхвысокочастотная нагрузка, содержащая отрезок СВЧ-линии с пластинами из металла с низкой электрической проводимостью (АС Пластины выполнены из электротехнической стали с окисным слоем на поверхности, расположены в плоскости электрического вектора СВЧ-поля, снабжены отверстиями и собраны в пакет, образуя отрезок линии. Недостатком известной нагрузки является то, что в ней затруднен теплообмен как между пластинами, так и между пластинами и наружными теплорассеивающими поверхностями. Не оптимизирована мощность, рассеиваемая поглощающим клином. Кроме того, известная нагрузка обладает недостаточным согласованием и ограниченной широкополосностью ввиду наличия отражений от неоднородностей, образованных пластинами из электротехнической стали, а также низкого погонного затухания. Задачей предлагаемого изобретения является увеличение рассеиваемой мощности и расширение рабочей полосы частот. Поставленная задача достигается тем, что гребневой волновод выполнен из металла с низкой проводимостью, величина воздушного зазора гребневого волновода составляет менее 0,1 его высоты, причем коэффициент затухания по его длине изменяется по закону:
где n – число секций поглощающего клина, а требуемое затухание каждой поглощающей секции
где Q={{q-r)2 q=b1/2C1;
k= r=b2/b1;
B’=B0/Y0=ctg[
а1 – ширина волновода вне гребня; а2 – ширина гребня; b1 – высота гребневого волновода; b2 – величина воздушного промежутка;
достигается выбором ширины гребня соответствующей поглощающей секции. Суть технического решения поясняется чертежом, где на фиг.1 показан общий вид СВЧ-нагрузки. Мощная цельнометаллическая СВЧ-нагрузка содержит волновод 1, гребневой волновод 2, например П- или Н-волновод. Согласование волновода 1 с гребневым волноводом 2 осуществляет переход 3. Использование гребневого волновода 2, являющегося сверхширокополосным элементом и выполняющего роль поглощающего элемента, существенно улучшает согласование и расширяет полосу рабочих частот заявляемой нагрузки. В отличие от прототипа, конструкция предлагаемого устройства обеспечивает увеличение рассеиваемой СВЧ-мощности, а также расширение рабочей полосы частот. Предлагаемое устройство (фиг.1) работает следующим образом. Поданная на вход нагрузки СВЧ-мощность переходом 3 преобразуется в основную волну гребневого волновода, соответствующую, например, волне H01 прямоугольного волновода. В гребневом волноводе СВЧ-мощность распространяется вдоль волновода, выполненного из металла с низкой проводимостью, наводит на поверхностях его стенок и особенно гребня токи, проникающие на глубину, обратно пропорциональную Этой же цели способствует пониженная величина воздушного зазора гребневого волновода. Нагрев металла стенок способствует ионизации воздуха внутри нагрузки и может привести к ее пробою. Для того чтобы этого избежать, следует оптимизировать распределение мощности вдоль поглощающего клина, в идеале – сделать его равномерным. Для обеспечения равномерного распределения рассеиваемой мощности по длине поглощающего клина, волновод должен иметь переменное сечение, например переменную ширину. Разобьем поглощающий клин на n секций, каждая из которых характеризуется своей шириной гребневого волновода. Равномерное рассеяние мощности вдоль нагрузки реализуется при условии, что коэффициент затухания по ее длине изменяется по закону:
Этого можно добиться выбором параметра а2 (ширина гребня), поскольку затухание гребневого волновода определяется соотношением:
где Q={{q-r)2 q=b1/2C1;
k= r=b2/b1;
В’=В0/Y0=ctg[
а1 – ширина волновода вне гребня; а2 – ширина гребня; b1 – высота гребневого волновода; b2 – величина воздушного промежутка;
В связи с этим, в отличие от прототипа, конструкция предлагаемого устройства способна рассеивать большую мощность. Что касается существенности отличий, то в рамках доступных автору материалов не обнаружены признаки, сходные с отличительными признаками заявляемого объекта.
Формула изобретения
СВЧ-нагрузка, содержащая волновод, гребневой волновод, состоящий из n поглощающих секций переменной ширины и одинаковой высоты, переход с волновода на гребневой волновод, отличающаяся тем, что гребневой волновод выполнен из металла с низкой проводимостью, величина воздушного зазора гребневого волновода составляет менее 0,1 его высоты, причем коэффициент затухания по его длине изменяется по закону:
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
=10lg(n/(n-1)), где n – число поглощающих секций, а требуемое затухание поглощающих секций подчиняется описанной в формуле зависимости, где выбор ширины гребня соответствующей секции и ширины поглощающих секций обеспечивает равномерное рассеяние мощности вдоль нагрузки. 1 ил.
357633), представляющая собой волноводную клиновидную нагрузку, в корпусе которой выполнены отверстия, предназначенные для подачи охлаждающего воздуха для охлаждения поглощающего материала воздушным потоком.
кр/
((
/k)+
1/k)+4
(где