RU202375U1

RU202375U1 - Двойной волноводный тройник

Info

Publication number: RU202375U1
Application number: RU2020137133U
Authority: RU
Inventors: Максим Сергеевич Рыбин; Наталья Александровна Винярская; Алексей Борисович Щербаков; Татьяна Владимировна Надеждина
Original assignee: Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова"
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2021-02-15

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к радиотехнической промышленности и может использоваться в волноводной, антенной и СВЧ-измерительной технике. Двойной волноводный тройник содержит волноводы Н и Е каналов, сложенные вилкой в Н-плоскости волноводы смежных каналов, имеющие сдвоенный участок, на котором образованы два согласующих отражателя длиной D1>a2/2, где а2- размер широкой стенки волноводов смежных каналов. Причем волноводы смежных каналов и волновод Н-канала выполнены в первой пластине. Короткозамкнутый волноводный Е-канал выполнен во второй пластине из фольгированного с двух сторон СВЧ-диэлектрика с ε>1. При этом волновод Е-канала ориентирован параллельно Н-плоскости волноводов Н-канала и смежных каналов, ортогонален их продольной оси, размещен на широкой стенке сдвоенного участка таким образом, что имеет с ним общую широкую стенку, в которой выполнена щель, не пересекающая узкие стенки и короткозамыкатель Е-канала. Узкие стенки волноводов смежных каналов, волновода Н-канала, волновода Е-канала, согласующие отражатели и короткозамыкатель волновода Е-канала образованы рядами близкорасположенных сквозных металлизированных отверстий, имеющих электрический контакт со слоями фольги, а широкими стенками волноводов смежных каналов, волновода Н-канала и волновода Е-канала являются участки фольги между рядами металлизированных отверстий. Кроме того, в первой пластине фольгированного с двух сторон СВЧ-диэлектрика на продолжении центральной оси волновода Н-канала образовано согласующее сквозное металлизированное отверстие на расстоянии h>a1от волновода Н-канала, не пересекающее щель, где a1- размер широкой стенки волновода Е-канала. Для упрощения конструкции при использовании в волноводных линиях передачи, выполненных на основе фольгированного диэлектрика волноводы смежных каналов располагаются друг относительно друга на расстоянии А>а2,а согласующие отражатели расположены под углом 95°<α<160° к узким стенкам волновода Н-канала и к узким стенкам волноводов смежных каналов. При этом на сдвоенном участке волноводов смежных каналов, рядами близкорасположенных сквозных металлизированных отверстий образованы два дополнительных согласующих отражателя, длиной D2>a2/2, симметрично расположенные относительно продолжения центральной оси волновода Н-канала на расстоянии l>h от волновода Н-канала, под углом 90°<β<140° к узким стенкам волноводов смежных каналов.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к радиотехнической промышленности и может использоваться в волноводной, антенной и СВЧ-измерительной технике.

Известен волноводный двойной тройник [SU №1467624 А1 4 Н01Р 5/20, заявл. 1987 г. и опубл. 1989 г.] содержащий согласующий элемент в виде усеченной пирамиды с металлическим штырем, размещенный в месте пересечения плеч, четвертьволновые трансформаторы, установленные в Е-плече и Н-плече, индуктивную диафрагму, размещенную в Е-плече, дополнительно, с целью расширения полосы рабочих частот, введена металлическая пластина, имеющая Т-образную форму и толщину, равную (0,085-0,09)а, где а - размер широкой стенки плеч, и расположенная на узких стенках Е-плеча и двух боковых плеч, причем вертикальная часть металлической пластины размещена в Е-плече и имеет длину λ/8, а ее горизонтальная часть размещена в боковых плечах и имеет длину λ, где λ - длина волны в плечах.

Известен волноводный двойной тройник [RU №184831 U1, заявл. 2018 г. и опубл. 2018 г.], содержащий волноводные Н- и Е-плечи, волноводные боковые плечи и металлический штырь, размещенный в области их пересечения, отличающийся тем, что волноводные боковые плечи и волноводное Н-плечо выполнены в пластине из фольгированного с двух сторон СВЧ-диэлектрика с ε>1, узкие стенки волноводных боковых плеч и волноводного Н-плеча образованы рядами близкорасположенных сквозных металлизированных отверстий, имеющих электрический контакт со слоями фольги, а широкими стенками волноводных боковых плеч и волноводного Н-плеча являются участки фольги между рядами металлизированных отверстий, при этом волноводное Е-плечо плотно примыкает к широким стенкам волноводных боковых плеч и волноводного Н-плеча в области их пересечения, фольгированный слой которых является закороченным торцем волноводного Е-плеча, а широкие стенки волноводного Е-плеча параллельны узким стенкам волноводного Н-плеча, причем в области прилегания волноводного Е-плеча к области пересечения волноводных боковых плеч и волноводного Н-плеча выполнено прямоугольное окно, не пересекающее металлизированные отверстия, длиной a₁<a и шириной b₁≤b, где а - размер широкой стенки волноводного Е-плеча, b - размер узкой стенки волноводного Е-плеча, а внутри волноводного Е-плеча установлен диэлектрический вкладыш с ε>1, прилегающий к широким стенкам волноводных боковых плеч и волноводного Н-плеча в области их пересечения.

Известен двойной волноводный тройник [RU №2366043 C1 Н01Р 5/20, заявл. 2008 г. и опубл. 2009 г.], содержащий волноводы Н и Е каналов, сложенные вилкой в Н плоскости, волноводы смежных каналов, имеющие общую узкую стенку и сдвоенный участок, отличающийся тем, что волновод Е-канала ориентирован параллельно Н-плоскости волноводов Н-канала и смежных каналов, ортогонален их продольной оси, размещен на широкой стенке сдвоенного участка таким образом, что имеет с ним общую широкую стенку, в которой выполнена полуволновая щель, причем один конец волновода Е-канала короткозамкнут.

Основными недостатками этих технических решений являются сложность конструкции и нетехнологичность при использовании в волноводных линиях передачи, выполненных на основе фольгированного диэлектрика.

Наиболее близким по своей сущности является двойной волноводный тройник [RU №191096 U1 Н01Н 5/20, заявл. 2019 г. и опубл. 2019 г.], содержащий волноводы Н- и Е-каналов, сложенные вилкой в Н-плоскости волноводы смежных каналов, имеющие сдвоенный участок, причем волновод Е-канала ориентирован параллельно Н-плоскости волноводов Н-канала и смежных каналов, ортогонален их продольной оси, размещен на широкой стенке сдвоенного участка таким образом, что имеет с ним общую широкую стенку, в которой выполнена щель, а один конец волновода Е-канала короткозамкнут, отличающийся тем, что волноводы смежных каналов и волновод Н-канала выполнены в первой пластине, а короткозамкнутый волноводный Е-канал выполнен во второй пластине из фольгированного с двух сторон СВЧ-диэлектрика с ε>1, причем узкие стенки волноводов смежных каналов, волновод Н-канала, волновод Е-канала и короткозамыкатель волновода Е-канала образованы рядами близкорасположенных сквозных металлизированных отверстий, имеющих электрический контакт со слоями фольги, а широкими стенками волноводов смежных каналов, волновода Н-канала и волновода Е-канала являются участки фольги между рядами металлизированных отверстий, при этом волноводы смежных каналов располагаются друг относительно друга на расстоянии 0<А<а₂, где а₂ - размер широкой стенки волноводов смежных каналов, а на сдвоенном участке волноводов смежных каналов, рядами близкорасположенных сквозных металлизированных отверстий, образованы два согласующих отражателя, длиной D>a₂/2, расположенные под углом 135°<α<160° к узким стенкам волновода Н-канала и к узким стенкам волноводов смежных каналов, соответственно, причем щель в широкой стенке сдвоенного участка волноводов смежных каналов и волновода Е-канала выполнена таким образом, что не пересекает узкие стенки и короткозамыкатель волноводного Е-канала, при этом в первой пластине фольгированного с двух сторон СВЧ-диэлектрика на продолжении центральной оси волновода Н-канала образовано согласующее сквозное металлизированное отверстие на расстоянии h>a₁ от волновода Н-канала, не пересекающее щель, где a₁ - размер широкой стенки волновода Е-канала.

Основными недостатками этих технических решений являются сложность конструкции при использовании в волноводных линиях передачи, выполненных на основе фольгированного диэлектрика.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что двойной волноводный тройник содержит волноводы Н и Е каналов, сложенные вилкой в Н-плоскости волноводы смежных каналов, имеющие сдвоенный участок, на котором образованы два согласующих отражателя длиной D₁>a₂/2, где а₂ - размер широкой стенки волноводов смежных каналов. Причем волноводы смежных каналов и волновод Н-канала выполнены в первой пластине, а короткозамкнутый волноводный Е-канал выполнен во второй пластине из фольгированного с двух сторон СВЧ-диэлектрика с ε>1. При этом волновод Е-канала ориентирован параллельно Н-плоскости волноводов Н-канала и смежных каналов, ортогонален их продольной оси, размещен на широкой стенке сдвоенного участка таким образом, что имеет с ним общую широкую стенку, в которой выполнена щель, не пересекающая узкие стенки и короткозамыкатель Е-канала. Причем узкие стенки волноводов смежных каналов, волновода Н-канала, волновода Е-канала, согласующие отражатели и короткозамыкатель волновода Е-канала образованы рядами близкорасположенных сквозных металлизированных отверстий, имеющих электрический контакт со слоями фольги, а широкими стенками волноводов смежных каналов, волновода Н-канала и волновода Е-канала являются участки фольги между рядами металлизированных отверстий. Кроме того в первой пластине фольгированного с двух сторон СВЧ-диэлектрика на продолжении центральной оси волновода Н-канала образовано согласующее сквозное металлизированное отверстие на расстоянии h>a₁ от волновода Н-канала, не пересекающее щель, где a₁ - размер широкой стенки волновода Е-канала.

Новыми признаками предлагаемого двойного волноводного тройника является то, что волноводы смежных каналов располагаются друг относительно друга на расстоянии А>а₂, а согласующие отражатели расположены под углом 95°<α<160° к узким стенкам волновода Н-канала и к узким стенкам волноводов смежных каналов. При этом на сдвоенном участке волноводов смежных каналов, рядами близкорасположенных сквозных металлизированных отверстий образованы два дополнительных согласующих отражателя, длиной D₂>a₂/2, симметрично расположенные относительно продолжения центральной оси волновода Н-канала на расстоянии l>h от волновода Н-канала, под углом 90°<β<140° к узким стенкам волноводов смежных каналов.

Технический результат предлагаемого решения заключается в упрощении конструкции при использовании в волноводных линиях передачи, выполненных на основе фольгированного диэлектрика.

На фиг. 1 приведен пример выполнения двойного волноводного тройника.

На фиг. 2 приведен график зависимости коэффициента стоячей волны (КСВ) волноводных каналов от частоты (Δf).

На фиг. 3 приведен график зависимости деления между входными волноводами Н- и Е- каналов и волноводами смежных каналов от частоты (Δf).

На фиг. 4 приведен график зависимости развязки между входными волноводами Н- и Е-каналов и волноводами смежных каналов от частоты (Δf).

Двойной волноводный тройник состоит из двух пластин фольгированного диэлектрика 1 и 2. В пластине фольгированного диэлектрика 1 выполнены волноводы смежных каналов 3, 4 и волновод Н-канала 5. В пластине фольгированного диэлектрика 2, выполнен волноводный Е-канал 6 с короткозамыкателем 7. Также в пластине фольгированного диэлектрика 1 на сдвоенном участке волноводов смежных каналов, размещены согласующие отражатели 8, 9, дополнительные согласующие отражатели 12, 13 и согласующее сквозное металлизированное отверстие 11. В широкой стенке сдвоенного участка волноводов смежных каналов 3, 4 и волновода Е-канала 6 пластин фольгированного диэлектрика 1 и 2, соответственно, выполнена щель 10, таким образом, что не пересекает узкие стенки и короткозамыкатель 7 волноводного Е-канала.

Принцип работы предлагаемого двойного волноводного тройника заключается в следующем: СВЧ сигнал, поступивший в волновод Е-канала 6, делится пополам между волноводами смежных каналов 3, 4 и в волновод Н-канала 5 не поступает. Сигналы на выходах волноводов смежных каналов 3,4 имеют противоположную фазу. Синфазное деление СВЧ сигнала между волноводами смежных каналов 3,4 осуществляется при возбуждении волновода Н-канала 5, при этом развязанным оказывается волновод Е-канала 6. Развязка волновода Е-канала 6 и волновода Н-канала 5 достигается за счет симметричного расположения щели 10 относительно волновода Н-канала 5, а развязка волноводов смежных каналов 3, 4 определяется уровнем согласования волновода Н-канала 5 и волновода Е-канала 6. Уровень согласования волновода Е-канала определяется выбором определенных размеров и взаимным расположением щели 10, короткозамыкателя 7, а также выбором определенных размеров и угла наклона к узким стенкам волновода Н-канала согласующих отражателей 8, 9 и дополнительных согласующих отражателей 12, 13. Уровень согласования волновода Н-канала определяется выбором определенных размеров и угла наклона к узким стенкам волновода Н-канала согласующих отражателей 8, 9, дополнительных согласующих отражателей 12, 13 и расстоянием от дополнительных согласующих отражателей 12, 13 до волновода Н-канала, а также расположением согласующего сквозного металлизированного отверстия 11 в области пересечения волноводов смежных каналов 3, 4 и волновода Н-канала.

Результаты практической реализации предложенного технического решения не вызывают сомнения. Изготовлены и прошли испытания экспериментальные образцы двойных волноводных тройников различных сечений.

Claims

Двойной волноводный тройник, содержащий волноводы Н и Е каналов, сложенные вилкой в Н-плоскости волноводы смежных каналов, имеющие сдвоенный участок, на котором образованы два согласующих отражателя длиной D₁>a₂/2, причем волноводы смежных каналов и волновод Н-канала выполнены в первой пластине, а короткозамкнутый волноводный Е-канал выполнен во второй пластине из фольгированного с двух сторон СВЧ-диэлектрика с ε>1, при этом волновод Е-канала ориентирован параллельно Н-плоскости волноводов Н-канала и смежных каналов, ортогонален их продольной оси, размещен на широкой стенке сдвоенного участка таким образом, что имеет с ним общую широкую стенку, в которой выполнена щель, не пересекающая узкие стенки и короткозамыкатель Е-канала, причем узкие стенки волноводов смежных каналов, волновода Н-канала, волновода Е-канала, согласующие отражатели и короткозамыкатель волновода Е-канала образованы рядами близкорасположенных сквозных металлизированных отверстий, имеющих электрический контакт со слоями фольги, а широкими стенками волноводов смежных каналов, волновода Н-канала и волновода Е-канала являются участки фольги между рядами металлизированных отверстий, кроме того, в первой пластине фольгированного с двух сторон СВЧ-диэлектрика на продолжении центральной оси волновода Н-канала образовано согласующее сквозное металлизированное отверстие на расстоянии h>a₁ от волновода Н-канала, не пересекающее щель, где a₁ - размер широкой стенки волновода Е-канала, а₂ - размер широкой стенки волноводов смежных каналов, отличающийся тем, что волноводы смежных каналов располагаются друг относительно друга на расстоянии А>а₂, а согласующие отражатели расположены под углом 95°<α<160° к узким стенкам волновода Н-канала и к узким стенкам волноводов смежных каналов, при этом на сдвоенном участке волноводов смежных каналов, рядами близкорасположенных сквозных металлизированных отверстий образованы два дополнительных согласующих отражателя, длиной D₂>a₂/2, симметрично расположенные относительно продолжения центральной оси волновода Н-канала на расстоянии l>h от волновода Н-канала, под углом 90°<β<140° к узким стенкам волноводов смежных каналов.