RU213299U1 - Ultra wideband dielectric washer - Google Patents

Ultra wideband dielectric washer Download PDF

Info

Publication number
RU213299U1
RU213299U1 RU2022116767U RU2022116767U RU213299U1 RU 213299 U1 RU213299 U1 RU 213299U1 RU 2022116767 U RU2022116767 U RU 2022116767U RU 2022116767 U RU2022116767 U RU 2022116767U RU 213299 U1 RU213299 U1 RU 213299U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
washer
longitudinal holes
central hole
dielectric
value
Prior art date
Application number
RU2022116767U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Екатерина Анатольевна Сердюк
Евгений Владимирович Хорошилов
Сергей Владимирович Павлов
Вадим Валерьевич Щуров
Филипп Александрович Михеев
Виталий Геннадьевич Круглов
Айрат Ринатович Галимуллин
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" filed Critical Акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран"
Application granted granted Critical
Publication of RU213299U1 publication Critical patent/RU213299U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к области сверхвысокочастотной (СВЧ) техники, а именно к элементам СВЧ коаксиального тракта, и может быть применена в различных устройствах, в конструкциях которых используются круглые коаксиальные волноводы (ККВ). Техническим результатом является обеспечение более высокой стабильности электрических характеристик ККВ, в котором предложенная диэлектрическая шайба будет использована. В сверхширокополосной диэлектрической шайбе со сквозным центральным отверстием и продольными отверстиями выполнены кольцевые проточки, а опорные элементы боковой поверхности сформированы при помощи дугообразных сквозных продольных отверстий. Значение относительной диэлектрической проницаемости материала шайбы выбрано меньше 3,2, а центральное отверстие выполнено безрезьбовым с возможностью обеспечения прессовой посадки внутреннего проводника КВК. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Figure 00000008
The utility model relates to the field of microwave technology, namely to the elements of the microwave coaxial path, and can be applied in various devices, the designs of which use round coaxial waveguides (CHF). The technical result is to provide a higher stability of the electrical characteristics of the KKV, in which the proposed dielectric washer will be used. Annular grooves are made in the ultra-wideband dielectric washer with a through central hole and longitudinal holes, and the supporting elements of the side surface are formed using arcuate through longitudinal holes. The value of the relative permittivity of the washer material is chosen to be less than 3.2, and the central hole is made threadless with the possibility of providing a press fit of the CVC inner conductor. 1 w.p. f-ly, 4 ill.
Figure 00000008

Description

Область техникиTechnical field

Полезная модель относится к области сверхвысокочастотной (СВЧ) техники, а именно к элементам СВЧ коаксиального тракта, и может быть применена в различных устройствах, в конструкциях которых используются круглые коаксиальные волноводы (ККВ).The utility model relates to the field of microwave technology, namely to the elements of the microwave coaxial path, and can be applied in various devices, the designs of which use round coaxial waveguides (CHF).

Уровень техникиState of the art

Известен изолятор (патент US № 6816040, МПК H01P 3/06, опубл. 09.11.2004) коаксиальной линии передачи, выполненный из полой шайбы из электроизоляционного материала, имеющей наборы вращательно-симметричных внешних полостей по периметру шайбы, причем шайба имеет центральное отверстие для проводника и наборы вращательно-симметричных внутренних полостей, при этом внутренние полости расположены между центральным отверстием для проводника и внешними полостями, при этом центр тяжести внутренних пустот расположен на срединной линии между парами смежных внешних полостей.An insulator is known (US patent No. 6816040, IPC H01P 3/06, publ. 09.11.2004) of a coaxial transmission line, made of a hollow washer of electrically insulating material, having sets of rotationally symmetrical external cavities around the perimeter of the washer, and the washer has a central hole for the conductor and sets of rotationally symmetrical internal cavities, wherein the internal cavities are located between the central conductor hole and the outer cavities, with the center of gravity of the internal voids located on the midline between pairs of adjacent outer cavities.

Недостатком данного устройства является низкая согласованность, которая является следствием отсутствия проточки в конструкции, что также приводит к ограничению частотного диапазона воздушного ККВ.The disadvantage of this device is the low consistency, which is a consequence of the lack of grooves in the design, which also leads to a limitation of the frequency range of the air CCM.

Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является изолятор (патент CN № 213989306, МПК H01R 13/02, опубл. 17.08.2021), в котором выполнено центральное резьбовое отверстие, проходящее в осевом направлении, и равноудаленные от его центра продольные отверстия, а на стенке шайбы расположено множество радиально проходящих опорных элементов, распределённых через интервалы вдоль направления окружности.The closest technical solution to the claimed utility model is an insulator (CN patent no. on the washer wall there are a plurality of radially extending support elements distributed at intervals along the circumferential direction.

Недостатком данного изолятора является низкая стабильность электрических характеристик (в частности, S-параметров) устройств, в которых он будет использован. Низкая стабильность электрических характеристик, в свою очередь, вызвана низкой механической стабильностью известного устройства при сопряжении с внутренним проводником, и обусловлена наличием резьбы в его центральном отверстии и на сопрягаемой поверхности центрального проводника.The disadvantage of this insulator is the low stability of the electrical characteristics (in particular, S-parameters) of the devices in which it will be used. The low stability of the electrical characteristics, in turn, is caused by the low mechanical stability of the known device when mating with the inner conductor, and is due to the presence of a thread in its central hole and on the mating surface of the central conductor.

Технический результат заявляемой полезной модели заключается в обеспечении более высокой стабильности электрических характеристик ККВ, в котором она будет использована, при расширении диапазона его рабочих частот в сторону СВЧ.The technical result of the proposed utility model is to ensure a higher stability of the electrical characteristics of the KKV, in which it will be used, while expanding the range of its operating frequencies towards the microwave.

Технический результат достигается за счет того, что в сверхширокополосной диэлектрической шайбе со сквозными продольными отверстиями, одно из которых центральное, а другие равноудалены от его оси, с обеих сторон оснований которой выполнены кольцевые проточки, а опорные элементы боковой поверхности со стороны оснований которой сформированы при помощи дугообразных сквозных продольных отверстий, и которая изготовлена из полимерного диэлектрического материала, согласно предложенному решению значение относительной диэлектрической проницаемости материала меньше 3,2, а центральное отверстие выполнено безрезьбовым с возможностью обеспечения прессовой посадки внутреннего проводника.The technical result is achieved due to the fact that in an ultra-wideband dielectric washer with through longitudinal holes, one of which is central, and the others are equidistant from its axis, on both sides of the bases of which annular grooves are made, and the supporting elements of the side surface from the side of the bases of which are formed using arcuate through longitudinal holes, and which is made of a polymeric dielectric material, according to the proposed solution, the value of the relative dielectric constant of the material is less than 3.2, and the central hole is made threadless with the possibility of providing a press fit of the inner conductor.

В частном случае, в сверхширокополосной диэлектрической шайбе (далее - шайбе) в качестве полимерного диэлектрического материала используют Ultem Pei 1000 или Rexolite 1422.In a particular case, Ultem Pei 1000 or Rexolite 1422 is used as a polymeric dielectric material in an ultra-wideband dielectric washer (hereinafter referred to as the washer).

Полезная модель поясняется рисунками, где The utility model is illustrated by drawings, where

на фиг. 1 представлен вид сверху шайбы; in fig. 1 is a top view of the washer;

на фиг. 2 - разрез шайбы А-А; in fig. 2 - section of the washer A-A;

на фиг. 3 - продольный осевой разрез коаксиального перехода с заявляемой шайбой, где использована прессовая посадка для внутреннего проводника;in fig. 3 - longitudinal axial section of the coaxial transition with the inventive washer, where a press fit for the inner conductor is used;

на фиг. 4 - результаты измерения частотной зависимости амплитуды коэффициента отражения S11 и коэффициента передачи S12 коаксиального перехода. in fig. 4 shows the results of measuring the frequency dependence of the amplitude of the reflection coefficient S11 and the gain S12 of the coaxial junction.

В заявляемой шайбе (фиг. 1) со сквозным центральным отверстием 1 и продольными отверстиями 2 выполнены кольцевые проточки 3, а опорные элементы 4 боковой поверхности сформированы при помощи дугообразных сквозных продольных отверстий 5.In the inventive washer (Fig. 1) with a through central hole 1 and longitudinal holes 2, annular grooves 3 are made, and the supporting elements 4 of the side surface are formed using arcuate through longitudinal holes 5.

В коаксиальном переходе (фиг. 3) соосное удержание внешнего проводника 6, образованное внутренними цилиндрическими поверхностями корпуса и кольца 7, относительно внутреннего проводника 8, обеспечивается при помощи прессовой посадки последнего в шайбе 9.In the coaxial transition (Fig. 3), the coaxial retention of the outer conductor 6, formed by the inner cylindrical surfaces of the body and ring 7, relative to the inner conductor 8, is ensured by a press fit of the latter in the washer 9.

На фиг. 4 приведены результаты измерения частотной зависимости амплитуды коэффициентов отражения S11 и передачи S12 коаксиального перехода, в конструкции которого использована заявляемая диэлектрическая шайба, где продемонстрировано, что в диапазоне от 0 до 67 ГГц коэффициент отражения не превышает значения минус 25 дБ, значение коэффициента передачи - не более минус 0,2 дБ, без резонансов высших мод.In FIG. 4 shows the results of measuring the frequency dependence of the amplitude of the reflection coefficients S11 and transmission S12 of the coaxial junction, in the design of which the inventive dielectric washer is used, where it is demonstrated that in the range from 0 to 67 GHz the reflection coefficient does not exceed the value of minus 25 dB, the value of the transmission coefficient is not more than minus 0.2 dB, without resonances of higher modes.

Осуществление полезной моделиImplementation of the utility model

Верхняя граничная частота (критическая) работы ККВ с воздушным заполнением определяется частотой, при которой возможно возникновение первой высшей моды колебания в воздушном пространстве между внешним 6 и внутренним 8 проводниками ККВ, соответственно.The upper cut-off frequency (critical) of the air-filled KKV operation is determined by the frequency at which the first highest mode of oscillation in the air space between the external 6 and internal 8 conductors of the KKV is possible, respectively.

Теоретическое значение этой критической частоты (в перпендикулярном сечении ККВ) определяется формулойThe theoretical value of this critical frequency (in the perpendicular section of the CCF) is determined by the formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где

Figure 00000002
- скорость распространения электромагнитных волн в вакууме;where
Figure 00000002
- speed of propagation of electromagnetic waves in vacuum;

Figure 00000003
- диаметр внешнего проводника ККВ;
Figure 00000003
- diameter of the outer conductor of the KKV;

Figure 00000004
- диаметр внутреннего проводника ККВ;
Figure 00000004
- diameter of the inner conductor of the KKV;

Figure 00000005
- эффективная диэлектрическая проницаемость пространства между проводниками в сечении ККВ.
Figure 00000005
- effective permittivity of the space between the conductors in the cross section of the KKV.

В таблице ниже представлены значения граничных рабочих частот для воздушного ККВ с волновым сопротивлением 50 Ом и стандартными размерами сечения проводников, регламентируемым стандартом IEEE Std 287-2007.The table below shows the values of the cutoff operating frequencies for an air CCM with a wave impedance of 50 ohms and standard conductor cross-sectional dimensions, regulated by the IEEE Std 287-2007 standard.

Таблица - Значения граничных рабочих частот для воздушного ККВ согласно регламенту стандарта IEEE Std 287-2007Table - The values of the boundary operating frequencies for air CCM according to the regulations of the IEEE Std 287-2007 standard Диаметры поперечного сечения ККВ, ммCross-sectional diameters of KKV, mm Теоретическое значение верхней граничной частоты, ГГцTheoretical value of the upper limiting frequency, GHz Регламентируемое значение верхней рабочей частоты, ГГцRegulated value of the upper operating frequency, GHz Разность теоретического и регламентируемого значения верхней рабочей частоты, ГГцThe difference between the theoretical and regulated values of the upper operating frequency, GHz Внешнего проводникаouter conductor Внутреннего проводникаinner conductor 77 3,043.04 19,419.4 18eighteen 1,41.4 3,53.5 1,521.52 38,838.8 3333 5,85.8 2,922.92 1,271.27 4646 4040 66 2,42.4 1,041.04 56,556.5 50fifty 6,56.5 1,851.85 0,8040.804 73,373.3 6565 8,38.3 1one 0,4340.434 135,7135.7 110110 25,725.7

Из таблицы видно, что с ростом рабочей частоты разница (не используемый частотный диапазон) между значением теоретически возможной частоты работы воздушного ККВ и его регламентируемым значением увеличивается.The table shows that with an increase in the operating frequency, the difference (not used frequency range) between the value of the theoretically possible frequency of operation of the air CCM and its regulated value increases.

Это связано с тем, что на практике чисто воздушные ККВ применяют крайне редко, а вместо них широко используют ККВ с частичным или полным диэлектрическим заполнением, поскольку конструктивно необходимо соосное центроудержание внутреннего проводника 8 относительно внешнего 6, для чего и используют диэлектрические шайбы 9. А это, в свою очередь, приводит к значительному снижению критической частоты.This is due to the fact that in practice purely air CCIs are used extremely rarely, and instead CCIs with partial or complete dielectric filling are widely used, since it is structurally necessary to keep the inner conductor 8 coaxially centered relative to the outer 6, for which dielectric washers 9 are used. And this , in turn, leads to a significant decrease in the critical frequency.

Из формулы видно, что единственно возможным путём приближения рабочей частоты к теоретической

Figure 00000006
в ККВ с частичным диэлектрическим заполнением (при фиксированных значениях размеров сечения его проводников 6 и 8) является уменьшение значения эффективной диэлектрической проницаемости
Figure 00000005
на отрезке ККВ, занимаемым шайбой 9.It can be seen from the formula that the only possible way to approximate the operating frequency to the theoretical
Figure 00000006
in a KKV with partial dielectric filling (for fixed values of the cross-sectional dimensions of its conductors 6 and 8) is a decrease in the value of the effective permittivity
Figure 00000005
on the KKV segment occupied by washer 9.

В воздушном ККВ с частичным диэлектрическим заполнением значение

Figure 00000005
определяется значениями относительных диэлектрических проницаемостей воздуха и используемого материала шайбы, а также её геометрическими параметрами.In air CCI with partial dielectric filling, the value
Figure 00000005
is determined by the values of the relative permittivity of air and the washer material used, as well as its geometrical parameters.

В первом приближении - чем меньше диэлектрического материала, тем меньше значение эффективной диэлектрической проницаемости

Figure 00000005
шайбы 9.In the first approximation - the smaller the dielectric material, the lower the value of the effective permittivity
Figure 00000005
washers
9.

Поэтому в её конструкции следует использовать полимерный диэлектрический материал с наименьшим значением относительной диэлектрической проницаемости, а также использовать как можно меньшее его количество, обеспечив при всем этом приемлемые электродинамические (в частности, согласование с ККВ), механические и технологические (такие, как повторяемость при изготовлении, простота и удобство сборки) характеристики.Therefore, in its design, it is necessary to use a polymeric dielectric material with the lowest value of the relative permittivity, as well as to use as little of it as possible, while ensuring acceptable electrodynamic (in particular, matching with CCI), mechanical and technological (such as repeatability in the manufacture , ease and convenience of assembly) characteristics.

В качестве подходящего материала шайбы следует использовать Ultem Pei 1000 или Rexolite 1422, относительная диэлектрическая проницаемость которых меньше 3,2 и является наименьшей среди аналогичных диэлектриков.A suitable washer material should be Ultem Pei 1000 or Rexolite 1422, which has a relative dielectric constant of less than 3.2, which is the lowest among similar dielectrics.

Таким образом, конструкция заявляемой диэлектрической шайбы, за счёт уменьшения эффективной диэлектрической проницаемости

Figure 00000007
и выполнения в ней центрального отверстия безрезьбовым, при обеспечении более высокой стабильности электрических характеристик ККВ позволяет расширить диапазон рабочих частот ККВ сечением 1,85/0,804 мм, относительно значения 65 ГГц регламентируемого стандартом IEEE Std 287-2007 на 2 ГГц.Thus, the design of the proposed dielectric washer, by reducing the effective dielectric constant
Figure 00000007
and making the central hole in it threadless, while ensuring higher stability of the electrical characteristics of the CCM, it allows to expand the operating frequency range of the CCM with a cross section of 1.85 / 0.804 mm, relative to the value of 65 GHz regulated by the IEEE Std 287-2007 standard to 2 GHz.

Claims (2)

1. Сверхширокополосная диэлектрическая шайба со сквозными продольными отверстиями, одно из которых центральное, а другие равноудалены от его оси, с обеих сторон оснований которой выполнены кольцевые проточки, а опорные элементы боковой поверхности со стороны оснований которой сформированы при помощи дугообразных сквозных продольных отверстий, и которая изготовлена из полимерного диэлектрического материала, отличающаяся тем, что значение относительной диэлектрической проницаемости материала меньше 3,2, а центральное отверстие выполнено безрезьбовым с возможностью обеспечения прессовой посадки внутреннего проводника.1. An ultra-wideband dielectric washer with through longitudinal holes, one of which is central, and the others are equidistant from its axis, on both sides of the bases of which annular grooves are made, and the supporting elements of the side surface on the side of the bases of which are formed using arcuate through longitudinal holes, and which made of a polymeric dielectric material, characterized in that the value of the relative dielectric constant of the material is less than 3.2, and the central hole is made without thread with the possibility of providing a press fit of the inner conductor. 2. Сверхширокополосная диэлектрическая шайба по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве полимерного диэлектрического материала используют Ultem Pei 1000 или Rexolite 1422.2. An ultra-wideband dielectric washer according to claim 1, characterized in that Ultem Pei 1000 or Rexolite 1422 is used as a polymeric dielectric material.
RU2022116767U 2022-06-22 Ultra wideband dielectric washer RU213299U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU213299U1 true RU213299U1 (en) 2022-09-05

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU244449A1 (en) * Р. Б. Ваганов Институт радиотехники , электроники СССР DIELECTRIC WASHER FOR FASTENING THE INTERNAL CONDUCTOR OF A COAXIAL WAVEGUIDE WITH A WAVE HOI
SU1508304A1 (en) * 1987-08-25 1989-09-15 Специализированное Конструкторско-Технологическое Бюро Строительной Техники Связи Министерства Связи Ссср Coaxial coupling
US5545059A (en) * 1995-03-30 1996-08-13 Radio Frequency Systems, Inc. Connector for a hollow center conductor of a radio frequency cable
US6816040B1 (en) * 2003-04-28 2004-11-09 Spx Corporation Broadband rigid coaxial transmission line
CN111029864A (en) * 2019-12-18 2020-04-17 北京无线电计量测试研究所 Radio frequency coaxial connector and insulating support
CN213989306U (en) * 2021-01-20 2021-08-17 宁波高新区新峰科技有限公司 Insulating support and coaxial connector thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU244449A1 (en) * Р. Б. Ваганов Институт радиотехники , электроники СССР DIELECTRIC WASHER FOR FASTENING THE INTERNAL CONDUCTOR OF A COAXIAL WAVEGUIDE WITH A WAVE HOI
SU1508304A1 (en) * 1987-08-25 1989-09-15 Специализированное Конструкторско-Технологическое Бюро Строительной Техники Связи Министерства Связи Ссср Coaxial coupling
US5545059A (en) * 1995-03-30 1996-08-13 Radio Frequency Systems, Inc. Connector for a hollow center conductor of a radio frequency cable
US6816040B1 (en) * 2003-04-28 2004-11-09 Spx Corporation Broadband rigid coaxial transmission line
CN111029864A (en) * 2019-12-18 2020-04-17 北京无线电计量测试研究所 Radio frequency coaxial connector and insulating support
CN213989306U (en) * 2021-01-20 2021-08-17 宁波高新区新峰科技有限公司 Insulating support and coaxial connector thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI78198C (en) Överföringsledningsresonator
US6686815B1 (en) Microwave filter
US5296823A (en) Wideband transmission line balun
US3237130A (en) Four-port directional coupler with direct current isolated intermediate conductor disposed about inner conductors
KR100318125B1 (en) Coax plug insulator
US3089105A (en) Coaxial choke coupler
CN112290182A (en) Double-frequency power divider based on substrate integrated coaxial line
RU213299U1 (en) Ultra wideband dielectric washer
US3496498A (en) High-frequency filter
JPH0138357B2 (en)
JP2821567B2 (en) High frequency signal transmission equipment
US2530089A (en) Ultra high frequency resonant circuit
US2700136A (en) Line filter
US3324424A (en) Microwave circuit termination
KR100531631B1 (en) An SMA connector
US2557686A (en) Wave guide with electrical end termination
US2541836A (en) Inner conductor joint for coaxial lines
US20200235497A1 (en) Line And Method For Producing A Line
CN220272721U (en) Interconnection structure of coaxial-to-microstrip circuit
CN218448397U (en) Low-pass filter
AU712921B2 (en) Field effect transistor amplifier
RU207446U1 (en) RESONATOR BAND MICROWAVE FILTER
RU2794303C1 (en) Microstrip bandpass filter based on two-mode ring resonators
US20240332832A1 (en) Radio frequency coaxial connector and support bead thereof
JP3309706B2 (en) Dielectric coaxial resonator