RU202370U1 - Microwave load - Google Patents
Microwave load Download PDFInfo
- Publication number
- RU202370U1 RU202370U1 RU2020135745U RU2020135745U RU202370U1 RU 202370 U1 RU202370 U1 RU 202370U1 RU 2020135745 U RU2020135745 U RU 2020135745U RU 2020135745 U RU2020135745 U RU 2020135745U RU 202370 U1 RU202370 U1 RU 202370U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microwave
- outer conductor
- transmission line
- screen
- load
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/24—Terminating devices
Landscapes
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к СВЧ технике и может быть использована в качестве оконечной нагрузки в СВЧ трактах. Технический результат - расширение частотного диапазона при упрощении конструкции нагрузки. СВЧ нагрузка содержит короткозамкнутый отрезок СВЧ линии с внешним проводником прямоугольного сечения, на другом конце которого расположен радиочастотный соединитель, внутренний проводник СВЧ линии выполнен в виде поверхностного резистора, между внешним проводником и внутренним проводником СВЧ линии по разные стороны от поверхностного резистора введены две гибкие проводящие пластины, образующие с верхней и нижней стенками внешнего проводника СВЧ линии экран с прямоугольным сечением, внутренний размер которого уменьшается от его разомкнутого конца со стороны соединителя к короткозамкнутому, при этом в боковых стенках внешнего проводника СВЧ линии установлены, расположенные симметрично относительно друг друга и упирающиеся в соответствующие боковые стенки гибкого экрана, две пары регулировочных винтов. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.The utility model relates to microwave technology and can be used as a terminal load in microwave paths. The technical result is the expansion of the frequency range while simplifying the design of the load. The microwave load contains a short-circuited segment of the microwave line with an outer conductor of rectangular cross-section, at the other end of which a radio-frequency connector is located, the inner conductor of the microwave line is made in the form of a surface resistor, two flexible conducting plates are introduced between the outer conductor and the inner conductor of the microwave line on opposite sides of the surface resistor forming a screen with a rectangular cross-section with the upper and lower walls of the outer conductor of the microwave line, the internal size of which decreases from its open end on the side of the connector to the short-circuited one, while in the side walls of the outer conductor the microwave lines are installed, located symmetrically relative to each other and abutting the corresponding side walls of the flexible screen, two pairs of adjusting screws. 4 c.p. f-ly, 5 dwg
Description
Полезная модель относится к радиотехнике, а именно к сверхвысокочастотной (СВЧ) технике и может быть использована как оконечная нагрузка повышенной мощности в СВЧ трактах (согласованные нагрузки СВЧ тракта, поглотители СВЧ мощности и др.).The useful model relates to radio engineering, namely, to microwave technology and can be used as a terminal load of increased power in microwave paths (matched loads of the microwave path, microwave power absorbers, etc.).
Известна волноводная согласованная нагрузка для обеспечения постоянного значения величины КСВН в стандартной (рабочей) полосе частот волновода, состоящая из прямоугольного отрезка волновода с высококачественной (с малым коэффициентом отражения) поглощающей нагрузкой и отражающим элементом в виде металлического стержня, помещенного внутри диэлектрической втулки и расположенном на входном конце волновода параллельно широким стенкам волновода, (авторское свидетельство СССР №174236). Недостатком данной конструкции нагрузки является невысокая технологичность: хотя используется стандартное сечение волновода, в отражателе есть две детали (одиночный металлический стержень имеет наклон величины КСВН по частоте, а диэлектрическая втулка тоже имеет наклон величины КСВН по частоте, но обратный наклону величины КСВН металлического стержня, что позволяет при определенном соотношении диаметров металлического стержня и диэлектрической втулки компенсировать неравномерность (наклон) КСВН. Также на величину КСВН влияет размер стержня, втулки и расположение их в волноводе (отклонение от оси симметрии), что связано с технологическими трудностями.Known waveguide matched load to ensure a constant value of VSWR in the standard (operating) frequency band of the waveguide, consisting of a rectangular section of the waveguide with a high-quality (with low reflection coefficient) absorbing load and a reflective element in the form of a metal rod placed inside a dielectric sleeve and located at the input the end of the waveguide parallel to the wide walls of the waveguide (USSR author's certificate No. 174236). The disadvantage of this load design is its low manufacturability: although a standard section of the waveguide is used, there are two parts in the reflector (a single metal rod has a slope of VSWR in frequency, and the dielectric bushing also has a slope of VSWR in frequency, but the opposite of the slope of VSWR of a metal rod, which allows, at a certain ratio of the diameters of the metal rod and dielectric sleeve, to compensate for the unevenness (tilt) of the VSWR.Also, the VSWR value is influenced by the size of the rod, sleeve and their location in the waveguide (deviation from the axis of symmetry), which is associated with technological difficulties.
В качестве ближайшего аналога по технической сущности к предлагаемому устройству выбрана конструкция коаксиальной нагрузки (авторское свидетельство СССР №1506491), включающая короткозамкнутый отрезок коаксиальной СВЧ линии (внутренняя поверхность внешнего проводника которого имеет конусообразную форму) с радиочастотным соединителем, внутренний проводник СВЧ линии выполнен в виде поверхностного резистора. Недостатком такой конструкции является сложное конструктивное исполнение, низкая технологичность и невозможность индивидуальной регулировки.As the closest analogue in technical essence to the proposed device, the design of the coaxial load (USSR author's certificate No. 1506491) was chosen, including a short-circuited segment of the coaxial microwave line (the inner surface of the outer conductor of which has a conical shape) with a radio frequency connector, the inner conductor of the microwave line is made in the form of a surface resistor. The disadvantage of this design is its complex design, low manufacturability and the impossibility of individual adjustment.
Необходимо отметить, что коаксиальные нагрузки могут быть с сосредоточенными параметрами (размеры резистивного элемента меньше четверти длины волны). В этом случае можно получить почти идеальную нагрузку (КСВН стремиться к 1). В случае крупногабаритных резисторов их размеры становятся соизмеримы с длиной волны или превышают ее. В этом случае сопротивление резистора становится частотнозависимым и согласование ухудшается. Для улучшения согласования такие резисторы устанавливают в линии передачи с изменяющимся по определенному закону волновым сопротивлением (за счет изменения размеров внешнего проводника). В нашем случае речь идет о нагрузках повышенной мощности. Отвод тепла от резисторов малого размера затруднен и для улучшения охлаждения применяют крупногабаритные резисторы, что и приводит к проблеме согласования.It should be noted that coaxial loads can be with lumped parameters (the dimensions of the resistive element are less than a quarter of the wavelength). In this case, you can get an almost ideal load (VSWR tend to 1). In the case of large resistors, their dimensions become commensurate with the wavelength or exceed it. In this case, the resistance of the resistor becomes frequency dependent and the matching deteriorates. To improve matching, such resistors are installed in a transmission line with wave impedance varying according to a certain law (due to a change in the dimensions of the outer conductor). In our case, we are talking about loads of increased power. Heat dissipation from small resistors is difficult and large resistors are used to improve cooling, which leads to a matching problem.
Технической проблемой, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является расширение частотного диапазона (с учетом возможности регулировки разброса параметров используемых резисторов) при упрощении конструкции и технологии производства.The technical problem to be solved by the claimed technical solution is the expansion of the frequency range (taking into account the possibility of adjusting the spread of the parameters of the resistors used) while simplifying the design and production technology.
Технический результат достигается тем, что в СВЧ нагрузке, содержащей закороченный замыкающим элементом отрезок СВЧ линии передачи, на другом конце которой расположен радиочастотный соединитель, внутренний проводник СВЧ линии передачи выполнен в виде поверхностного резистора, одним концом (гальванически) соединенного с замыкающим элементом, а другим концом - с внутренним проводником радиочастотного соединителя, согласно полезной модели внешний проводник СВЧ линии передачи выполнен с прямоугольным сечением, между внешним и внутренним проводниками СВЧ линии передачи по разные стороны от поверхностного резистора введены две гибкие проводящие пластины, соединенные одними боковыми сторонами (со стороны радиочастотного соединителя) с внешним проводником СВЧ линии передачи, а другими боковыми сторонами с замыкающим элементом, при этом проводящие пластины образуют с верхней и нижней стенками внешнего проводника СВЧ линии передачи экран с прямоугольным сечением, внутренний размер которого плавно уменьшается в направлении от соединителя к замыкающему элементу.The technical result is achieved by the fact that in a microwave load containing a section of a microwave transmission line shorted by a closing element, at the other end of which a radio frequency connector is located, the internal conductor of the microwave transmission line is made in the form of a surface resistor, one end (galvanically) connected to the closing element, and the other the end - with the inner conductor of the RF connector, according to the utility model, the outer conductor of the microwave transmission line is made with a rectangular cross-section, between the external and internal conductors of the microwave transmission line on opposite sides of the surface resistor, two flexible conducting plates are introduced, connected by some lateral sides (from the side of the RF connector ) with the outer conductor of the microwave transmission line, and the other lateral sides with a closing element, while the conducting plates form with the upper and lower walls of the outer conductor of the microwave transmission line a screen with a rectangular cross-section, the inner size of which is smooth o decreases in the direction from the connector to the closing element.
Внутренний размер проводящего экрана изменяется по экспоненциальному или другому закону, обеспечивающему минимальное значение КСВН в рабочей полосе частот нагрузки.The internal size of the conducting screen changes exponentially or another law that provides the minimum VSWR value in the operating frequency band of the load.
В вариантах выполнения СВЧ нагрузки в боковых стенках внешнего проводника СВЧ линии установлены регулировочные элементы, выполненные с возможностью нажима на боковые стенки гибкого экрана, осуществляя его необходимый изгиб при регулировке устройства. Регулировочные элементы выполнены в виде двух и более регулировочных винтов, попарно расположенные симметрично относительно друг друга и упирающиеся в соответствующие боковые стенки гибкого экрана. Это обеспечивает, при необходимости, простоту настройки за счет изменения формы упругих экранных пластин с помощью регулировочных винтов.In embodiments of the microwave load, adjusting elements are installed in the side walls of the outer conductor of the microwave line, made with the possibility of pressing on the side walls of the flexible screen, carrying out its necessary bending when adjusting the device. The adjusting elements are made in the form of two or more adjusting screws, arranged in pairs symmetrically relative to each other and abutting against the corresponding side walls of the flexible screen. This provides, if necessary, ease of adjustment by changing the shape of the elastic shield plates using the adjusting screws.
Сущность технического решения устройства поясняется рисунками, на которых изображено: на фиг. 1 - внешний вид СВЧ нагрузки; на фиг. 2 - внутреннее устройство СВЧ нагрузки; на фиг. 3 - вид сверху СВЧ нагрузки без верхней стенки; на фиг. 4 - поперечный разрез СВЧ нагрузки; на фиг. 5 - график частотной зависимости КСВН нагрузки.The essence of the technical solution of the device is illustrated by drawings, which show: Fig. 1 - the appearance of the microwave load; in fig. 2 - internal device of microwave load; in fig. 3 - top view of the microwave load without the upper wall; in fig. 4 - cross section of the microwave load; in fig. 5 is a graph of the frequency dependence of the load VSWR.
СВЧ нагрузка содержит (фиг. 3) отрезок СВЧ линии передачи 1 с прямоугольным внешним проводником, закороченный на одном конце замыкающим элементом 2 и с радиочастотным соединителем 3 - на другом конце, внутренний проводник СВЧ линии передачи выполнен в виде поверхностного резистора 4, одним концом соединенного с замыкающим элементом 2, а другим концом - с внутренним проводником радиочастотного соединителя 3, между внешним проводником 1 и внутренним проводником 4 СВЧ линии передачи по разные стороны от поверхностного резистора введены две гибкие проводящие пластины 5, образующие с верхней и нижней стенками внешнего проводника 1 СВЧ линии передачи экран с прямоугольным сечением, внутренний размер которого уменьшается по экспоненциальному закону от соединителя 3 к замыкающему элементу 2, при этом, пластины 5 экрана со стороны соединителя 3 соединены с внешним проводником 1 СВЧ линии передачи, а с другой стороны - с цангой 7. В боковых стенках внешнего проводника 1 СВЧ линии передачи установлены, расположенные симметрично относительно друг друга и упирающиеся в соответствующие боковые стенки (гибкие пластины 5) экрана, две пары регулировочных винтов 6. Гибкие пластины 5 экрана выполнены из металла с высокой проводимостью (например, из алюминиевого сплава), а в качестве поверхностного резистора 4 используется цилиндрический СВЧ резистор типа Р1-69П-50 или ему подобный. Одним концом резистор закреплен в цанге 7, установленной на короткозамкнутом конце отрезка линии передачи, другим в цанге 8, установленной на центральном проводнике радиочастотного соединителя 3.The microwave load contains (Fig. 3) a segment of the
СВЧ нагрузка работает следующим образом.Microwave load works as follows.
При подаче мощности на вход СВЧ нагрузки, распространяющаяся в линии передачи электромагнитная волна, попадает в канал с потерями переменного сечения, образованный с одной стороны верхней и нижней стенками линии передачи 1 и гибкими пластинами 5 экрана, а с другой -поверхностным резистором 4. Часть мощности поглощается в резисторе 4, а часть отражается обратно. Для обеспечения малого значения коэффициента отражения в широком диапазоне частот в случае применения поверхностных резисторов, длина которых соизмерима или превышает длину волны, их устанавливают в отрезок линии с переменным волновым сопротивлением. Волновое сопротивление может изменяться ступенчато или плавно по линейному, экспоненциальному или другому закону. В данной конструкции изменение волнового сопротивления обеспечивается за счет изменения расстояния между гибкими металлическими пластинами 5 экрана. Профиль экрана можно регулировать с помощью набора винтов 6. Поглощенная нагрузкой мощность превращается в тепловую энергию и передается через элементы конструкции и воздушные зазоры линии передачи на ее внешнюю поверхность, откуда рассеивается в окружающую среду.When power is applied to the input of the microwave load, the electromagnetic wave propagating in the transmission line enters the channel with losses of variable cross-section, formed on one side by the upper and lower walls of the
Гибкие пластины экрана позволяют регулировать' закон изменения размеров поперечного сечения (соответственно - волнового сопротивления), что позволяет получить оптимальную настройку согласованной нагрузки по критерию минимального значения КСВН и ширины полосы согласования при наличии технологических разбросов параметров поглощающих нагрузок и размеров элементов конструкции. При этом использование линии передачи прямоугольного сечения и пластин экрана из листового материала упрощает конструкцию.Flexible screen plates allow adjusting the law of variation of the cross-sectional dimensions (correspondingly, the wave resistance), which makes it possible to obtain the optimal adjustment of the matched load according to the criterion of the minimum VSWR value and the matching bandwidth in the presence of technological scatter in the parameters of absorbing loads and the dimensions of structural elements. At the same time, the use of a transmission line of rectangular cross-section and screen plates made of sheet material simplifies the design.
На предприятии разработана конструкторская документация устройства, изготовлен опытный образец, успешно прошедший испытания. По результатам испытаний разработанная согласованная нагрузка на резисторе, частотный диапазон работы которого по технической документации составляет 3 ГГц, обеспечивает полосу согласования (фиг. 5): по уровню КСВН 1,4 - от 0 до 6,78 ГГц; по уровню КСВН 2,0 - от 0 до 7,64 ГГц.The enterprise has developed the design documentation for the device, manufactured a prototype that has successfully passed the tests. According to the test results, the developed matched load on the resistor, the frequency range of which according to the technical documentation is 3 GHz, provides the matching band (Fig. 5): at the VSWR level 1.4 - from 0 to 6.78 GHz; VSWR 2.0 - from 0 to 7.64 GHz.
Таким образом, конструкция согласованной нагрузки обеспечивает расширение полосы частот согласования, малую зависимость КСВН от технологических допусков изготовления и упрощение конструкции, основные элементы которой выполняются из листового материала, не требуется расточка сложного внутреннего профиля экрана.Thus, the design of the matched load provides an expansion of the matching frequency band, a low dependence of VSWR on manufacturing tolerances and a simplification of the design, the main elements of which are made of sheet material; boring of a complex internal screen profile is not required.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020135745U RU202370U1 (en) | 2020-10-29 | 2020-10-29 | Microwave load |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020135745U RU202370U1 (en) | 2020-10-29 | 2020-10-29 | Microwave load |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU202370U1 true RU202370U1 (en) | 2021-02-15 |
Family
ID=74665873
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020135745U RU202370U1 (en) | 2020-10-29 | 2020-10-29 | Microwave load |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU202370U1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4728904A (en) * | 1985-05-24 | 1988-03-01 | Trw Inc. | Extra high frequency (EHF) circuit module |
RU2119216C1 (en) * | 1996-08-13 | 1998-09-20 | Центральный научно-исследовательский институт машиностроения | Electromagnetic wave absorber and process of its manufacture |
RU2579634C2 (en) * | 2013-05-16 | 2016-04-10 | ОАО "Теплоприбор" | Radar waveguide level meter with waveguide pair |
RU182955U1 (en) * | 2018-06-28 | 2018-09-06 | Алексей Геннадьевич Ноздрин | Electromagnetic field modulator |
-
2020
- 2020-10-29 RU RU2020135745U patent/RU202370U1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4728904A (en) * | 1985-05-24 | 1988-03-01 | Trw Inc. | Extra high frequency (EHF) circuit module |
RU2119216C1 (en) * | 1996-08-13 | 1998-09-20 | Центральный научно-исследовательский институт машиностроения | Electromagnetic wave absorber and process of its manufacture |
RU2579634C2 (en) * | 2013-05-16 | 2016-04-10 | ОАО "Теплоприбор" | Radar waveguide level meter with waveguide pair |
RU182955U1 (en) * | 2018-06-28 | 2018-09-06 | Алексей Геннадьевич Ноздрин | Electromagnetic field modulator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Guan et al. | Hybrid spoof surface plasmon polariton and substrate integrated waveguide transmission line and its application in filter | |
US2438915A (en) | High-frequency terminating impedance | |
Lou et al. | An in-line waveguide-to-microstrip transition using radial-shaped probe | |
Cao et al. | Wideband compact slotline-to-spoof-surface plasmon-polaritons transition for millimeter waves | |
RU202370U1 (en) | Microwave load | |
CN105356020A (en) | Quarter-wavelength step-impedance resonator-based band-pass filter and design method | |
Mondal et al. | A leaky-wave antenna in substrate integrated non-radiative dielectric (SINRD) waveguide with controllable scanning rate | |
Shen et al. | Integrated mode composite transmission line | |
US3697902A (en) | Slotted microstrip line for impedance matching having two stops to prevent ohmic contact between the movable reactive element and the center strip | |
US2630492A (en) | High-frequency phase shifting apparatus | |
Fan et al. | Design of wideband quad-ridged waveguide orthomode transducer at L-band | |
US4933652A (en) | Tem coaxial resonator | |
US3772619A (en) | Low-loss waveguide transmission | |
CN108414839B (en) | FSS-based complex dielectric constant measurement system by resonance method | |
Fan et al. | Dynamically tunable four band filtering attenuator based on graphene integrated microstrip multi-mode resonator | |
KR102134332B1 (en) | Adapter connecting waveguide and coaxial cable with open type combination structure | |
US2600466A (en) | Wave guide attenuator | |
Moulay et al. | Oversized Substrate-Integrated Waveguide for High-Power Millimeter-Wave Systems | |
CN110752427B (en) | Millimeter wave attenuator of substrate integrated waveguide | |
US3414844A (en) | Frequency dependent wave transmission device | |
US2842748A (en) | Coaxial cable attenuator | |
Gupta et al. | Transverse non-uniform slotted substrate integrated waveguide leaky-wave antenna | |
Zhou et al. | Overview: Spoof Surface Plasmon Polariton Transmission Line and Splitters | |
RU188349U1 (en) | SUPERWIDEBAND TRANSITION | |
Her et al. | Dual‐mode and three‐transmission‐zeros bandstop filters with closed‐loop ring resonators |