RU2276433C1

RU2276433C1 - Attenuator

Info

Publication number: RU2276433C1
Application number: RU2004125474/09A
Authority: RU
Inventors: Иосиф Руфкович Кадиский (RU); Иосиф Руфкович Кадиский; Анатолий Егорович Мартынов (RU); Анатолий Егорович Мартынов; Владимир Степанович Седов (RU); Владимир Степанович Седов; Михаил Борисович Соколов (RU); Михаил Борисович Соколов
Priority date: 2004-08-20
Filing date: 2004-08-20
Publication date: 2006-05-10
Also published as: RU2004125474A

Abstract

FIELD: radio measurement technology; miscellaneous radio devices.

SUBSTANCE: proposed attenuator affording fixed or adjustable attenuation of electromagnetic oscillations has rectangular case, variable-length coaxial line section with external conductor of inner diameter corresponding to diameter of round below-cutoff waveguide for maximal operating frequency band built of separable parts. Central conductors of coaxial line section separable parts are tightly joined in original position over conical surface. Resistors are disposed in immediate proximity of butt-ends on separable parts of attenuator central conductor. Installed at attenuator input is rectangular coaxial strip section in the form of coaxial strip-line section with rectangular conductor provided with adjusting screws perpendicular to central strip and adjustable with respect to insertion depth. Central strip disposed opposite adjusting screws is coated with insulating layer that prevents contact between adjusting screws and central strip. Calibrated scale provided on external surface of attenuator separable part is used to indicate amount of break in central conductor.

EFFECT: improved attenuator matching in desired band of broad radio-frequency range.

1 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемый аттенюатор предназначен для создания фиксированного или регулируемого ослабления интенсивности электромагнитных колебаний в радиотехнических устройствах различного назначения, в частости в радиоизмерительной технике.The proposed attenuator is designed to create a fixed or adjustable attenuation of the intensity of electromagnetic waves in radio devices for various purposes, in particular in radio measurement technology.

В литературе описаны постоянные и переменные коаксиальные аттенюаторы, использующие явление экспоненциального ослабления электромагнитных колебаний в запредельных волноводах, поперечные размеры которых меньше критических для распространяющихся типов волн. Эти аттенюаторы представляют собой отрезки коаксиальных линий постоянной или переменной длины с разрывом центрального проводника. Разрыв центрального проводника в таких аттенюаторах выполняется или в виде двух зондов (аттенюаторы взаимно-емкостного типа), или в виде двух петель связи (аттенюаторы взаимно-индуктивного типа). Причем увеличение длины разрыва центрального проводника пропорционально увеличивает ослабление в аттенюаторе. Описанные аттенюаторы не согласованы, ослабление в них обусловлено отражениями от входов, например, см. книгу А.С.Лавров, Г.Б.Резников. Антенно-фидерные устройства, М., Советское радио, 1974, стр.353.The literature describes constant and variable coaxial attenuators using the phenomenon of exponential attenuation of electromagnetic waves in transcendental waveguides, the transverse dimensions of which are less than critical for propagating types of waves. These attenuators are pieces of coaxial lines of constant or variable length with a gap in the central conductor. The gap of the central conductor in such attenuators is either in the form of two probes (attenuators of mutually capacitive type), or in the form of two communication loops (attenuators of mutually inductive type). Moreover, the increase in the length of the gap of the Central conductor proportionally increases the attenuation in the attenuator. The described attenuators are not consistent, the attenuation in them is due to reflections from the inputs, for example, see the book by A.S. Lavrov, G. B. Reznikov. Antenna-feeder devices, M., Soviet Radio, 1974, p. 353.

Из известных аттенюаторов наиболее близким по технической сущности является аттенюатор, описанный в книге Д.М.Сазонов. Антенны и устройства СВЧ, М., изд. Высшая школа, 1988, стр.153, 154. Этот аттенюатор представляет собой отрезок коаксиальной линии переменной длины с разрывом центрального проводника. В зоне разрыва центрального проводника внешний проводник коаксиальной линии является круглым запредельным волноводом для распространяющихся в этом волноводе типов волн. Для согласования входов аттенюатора в его схему введены поглощающие резисторы.Of the known attenuators, the closest in technical essence is the attenuator described in the book by D.M.Sazonov. Antennas and microwave devices, M., ed. High School, 1988, pp. 153, 154. This attenuator is a segment of a coaxial line of variable length with a gap in the central conductor. In the zone of rupture of the central conductor, the outer conductor of the coaxial line is a circular transverse waveguide for the types of waves propagating in this waveguide. To coordinate the attenuator inputs, absorbing resistors are introduced into its circuit.

Выбранный в качестве прототипа аттенюатор имеет высокое начальное ослабление. Использование поглощающих резисторов в этом аттенюаторе даже после соответствующего их подбора не позволяет добиться приемлемого согласования входов аттенюатора на частотах выше нескольких сотен МГц вследствие влияния собственных индуктивностей резисторов и емкостей резисторов относительно корпуса (например, пояснения см. в книге Ф.Термен, Дж.Петит. Измерительная техника в электронике. М., Изд. "Иностранная литература, 1955, стр.569...571).The attenuator selected as a prototype has a high initial attenuation. The use of absorbing resistors in this attenuator even after their appropriate selection does not allow achieving an acceptable matching of the attenuator inputs at frequencies above several hundred MHz due to the influence of intrinsic inductors of resistors and capacitances of resistors relative to the case (for example, see the book by F. Termen, J. Petit. Measuring equipment in electronics. M., Publishing House "Foreign Literature, 1955, p. 569 ... 571).

Техническим результатом изобретения является уменьшение начального ослабления аттенюатора и его согласование в заданной полосе широкого радиочастотного диапазона.The technical result of the invention is to reduce the initial attenuator attenuation and its matching in a given band of a wide radio frequency range.

Технический результат достигается тем, что в аттенюаторе, содержащем корпус, отрезок коаксиальной линии переменной длины, состоящий из раздвигаемых частей запредельного круглого волновода для максимальной частоты рабочего диапазона и резисторы, в соответствии с изобретением центральные проводники раздвигаемых частей отрезка коаксиальной линии в начальном положении плотно состыкованы по конусной поверхности, резисторы размещены в непосредственной близости от торцов раздвигаемых частей центрального проводника аттенюатора, на входе аттенюатора установлена прямоугольная коаксиальная полосковая секция в виде отрезка коаксиальной полосковой линии с прямоугольным внешним проводником, оснащенная перпендикулярными центральной полоске, регулируемыми по глубине погружения настроечными винтами, расстояние между которыми регламентировано диапазоном рабочих частот, причем центральная полоска напротив настроечных винтов покрыта слоем диэлектрика, исключающим контакт настроечных винтов с центральной полоской, при этом на внешней поверхности выдвигаемой части аттенюатора нанесена шкала отсчета, фиксирующая отсчет величины разрыва центрального проводника.The technical result is achieved by the fact that in the attenuator containing the housing, a variable length coaxial line segment, consisting of expandable parts of the transcendent circular waveguide for the maximum frequency of the operating range and resistors, in accordance with the invention, the central conductors of the expandable parts of the coaxial line segment in the initial position are tightly joined along the conical surface, the resistors are located in the immediate vicinity of the ends of the expandable parts of the central conductor of the attenuator, at the input an attenuator has a rectangular coaxial strip section in the form of a segment of a coaxial strip line with a rectangular outer conductor, equipped with perpendicular central strip, adjustable depth of adjustment tuning screws, the distance between which is regulated by the operating frequency range, and the central strip opposite the tuning screws is covered with a dielectric layer excluding the contact screws with a central strip, while on the outer surface of the extended part of the attenu The reference scale is fixed on the ator, fixing the reading of the gap value of the central conductor.

На фиг.1 изображен общий вид предложенного аттенюатора со всеми необходимыми для лучшего показа конструкции вырывами и разрезами; на фиг.2 - кривые зависимости ослабления и коэффициента стоячей волны на входе от величины разрыва центрального проводника аттенюатора в заданном радиочастотном диапазоне.Figure 1 shows a General view of the proposed attenuator with all the necessary for a better display of the design breaks and cuts; figure 2 - curves of attenuation and the coefficient of the standing wave at the input from the gap value of the Central conductor of the attenuator in a given radio frequency range.

Аттенюатор содержит корпус 1, внутри которого размещены:The attenuator contains a housing 1, inside of which are placed:

- на входе прямоугольная коаксиальная полосковая секция 2 в виде отрезка коаксиальной полосковой линии,- at the entrance, a rectangular coaxial strip section 2 in the form of a segment of a coaxial strip line,

- на выходе отрезок коаксиальной линии переменной длины 3, которые состыкованы между собой.- at the output, a segment of a coaxial line of variable length 3, which are joined together.

Прямоугольная коаксиальная полосковая секция 2 в виде отрезка коаксиальной полосковой линии оснащена перпендикулярными центральной полоске 4, регулируемыми по глубине погружения настроечными винтами 5. Расстояние между настроечными винтами 5 регламентировано диапазоном рабочих частот, а для исключения контакта настроечных винтов 5 с центральной полоской 4 она напротив настроечных винтов 5 покрыта слоем диэлектрика 6.The rectangular coaxial strip section 2 in the form of a segment of the coaxial strip line is equipped with perpendicular to the central strip 4, adjustable by the immersion depth of the adjustment screws 5. The distance between the adjustment screws 5 is regulated by the operating frequency range, and to prevent the adjustment screws 5 from contacting the adjustment strip 4, it is opposite the adjustment screws 5 is coated with a dielectric layer 6.

Отрезок коаксиальной линии переменной длины 3 имеет внутренний диаметр внешнего проводника (коаксиал) 7, соответствующий диаметру запредельного круглого волновода для максимальной частоты рабочего диапазона, и снабжен резисторами 8 в зоне разрыва центрального проводника. В начальном положении центральный проводник 9 не имеет разрыва. Возникающий при раздвижении разрыв центрального проводника 9 выполнен по конусной поверхности 10, увеличивающей емкостную связь между раздвигаемыми частями 11 и 12 центрального проводника 9. Отсчет величины разрыва центрального проводника 9 при раздвижении производится посредством шкалы отсчета 13, нанесенной на внешней поверхности выдвигаемой части 12 аттенюатора.A segment of a coaxial line of variable length 3 has an inner diameter of the outer conductor (coaxial) 7 corresponding to the diameter of the transcendent circular waveguide for the maximum frequency of the operating range, and is equipped with resistors 8 in the gap zone of the central conductor. In the initial position, the Central conductor 9 does not have a gap. The gap arising during sliding of the Central conductor 9 is made on a conical surface 10, increasing the capacitive coupling between the expandable parts 11 and 12 of the Central conductor 9. The breakdown of the Central conductor 9 when sliding is carried out by means of a reference scale 13 applied on the outer surface of the extendable part 12 of the attenuator.

По существу, коаксиальная линия переменной длины 3 состоит из двух раздвигаемых коаксиалов 7 и 14. Металлический корпус коаксиала 7 вдвигается в корпус внешнего коаксиала 14. Электрический контакт происходит посредством применения соответствующих конструктивных решений (например, цанга с необходимыми утолщениями на внутренней поверхности), вследствие чего разрыва внешнего проводника не происходит и высокочастотная энергия в открытое пространство не излучается.Essentially, a coaxial line of variable length 3 consists of two expandable coaxials 7 and 14. The metal housing of the coaxial 7 is pushed into the housing of the external coaxial 14. Electrical contact is achieved through the use of appropriate design solutions (for example, a collet with the necessary thickenings on the inner surface), as a result of which rupture of the external conductor does not occur and high-frequency energy is not radiated into the open space.

Аттенюатор помещен в общий корпус 1 для повышения жесткости конструкции, так как коаксиальная линия переменной длины 3 и коаксиальная полосковая линия 2 соединяются с помощью разъемов.The attenuator is placed in a common housing 1 to increase the rigidity of the structure, since the coaxial line of variable length 3 and the coaxial strip line 2 are connected using connectors.

Переход от коаксиальной полосковой линии 2 (см., например, М.А.Р.Ганстон "Справочник по волновым сопротивлениями фидерных линий СВЧ", перевод с английского под редакцией А.З.Фрадина, издательство "Связь", Москва, 1976 г.) к отрезку коаксиальной линии переменной длины 3 происходит конструктивно и не требует применения отдельного коаксиального полоскового перехода.Transition from coaxial strip line 2 (see, for example, M.A.G. Ganston, “Handbook of wave impedances of microwave feeder lines,” translated from English by A.Z. Fradin, Svyaz Publishing House, Moscow, 1976 ) to a segment of a coaxial line of variable length 3 occurs constructively and does not require the use of a separate coaxial strip transition.

На фиг.2 кривая 15 изображает зависимость коэффициента стоячей волны (КСВ) на входе аттенюатора от величины разрыва центрального проводника 9, кривая 16 - зависимость ослабления аттенюатора также от величины разрыва центрального проводника 9, фиксируемые шкалой отсчета 13. Из графиков (кривые 15 и 16) следует, что в заданном радиочастотном диапазоне аттенюатор обеспечивает высокое согласование во всем диапазоне ослабления.In Fig. 2, curve 15 shows the dependence of the standing wave coefficient (SWR) at the attenuator input on the gap value of the central conductor 9, curve 16 shows the attenuator attenuation also on the gap value of the central conductor 9, fixed by reference scale 13. From the graphs (curves 15 and 16 ) it follows that in a given radio frequency range, the attenuator provides high consistency in the entire attenuation range.

Предложенный аттенюатор по сравнению с существующими аналогами имеет следующие преимущества:The proposed attenuator in comparison with existing analogues has the following advantages:

а) отсутствие в начальном положении предложенного аттенюатора разрыва центрального проводника, а возникающий при раздвижении разрыв центрального проводника по конусной поверхности увеличивает емкостную связь между раздвигаемыми частями аттенюатора, в результате чего предложенный аттенюатор имеет более низкое начальное ослабление по сравнению с известными прототипами, что расширяет область его применения,a) the absence in the initial position of the proposed attenuator of the gap of the Central conductor, and the gap arising when sliding the gap of the Central conductor on the conical surface increases the capacitive coupling between the expandable parts of the attenuator, resulting in the proposed attenuator has a lower initial attenuation compared with the known prototypes, which extends its application

б) установленная на входе коаксиальная полосковая секция, оснащенная настроечными винтами, позволяет согласовать предложенный аттенюатор в заданной полосе широкого радиочастотного диапазона и отфильтровать, например, непреднамеренные электромагнитные помехи различного происхождения, что также расширяет область его применения.b) a coaxial strip section installed at the input, equipped with tuning screws, allows you to match the proposed attenuator in a given band of a wide radio frequency range and filter out, for example, unintentional electromagnetic interference of various origins, which also extends its scope.

Изложенные преимущества в совокупности с простотой конструкции и дешевизной реализации позволяют широко применять предложенный аттенюатор в радиотехнических устройствах различного назначения.The stated advantages, together with the simplicity of design and low cost of implementation, make it possible to widely use the proposed attenuator in radio engineering devices for various purposes.

Испытания опытного образца предложенного аттенюатора подтвердили достижение поставленной цели, предполагаемых технических результатов и его высокие радиотехнические характеристики.Tests of the prototype of the proposed attenuator confirmed the achievement of the goal, the expected technical results and its high radio technical characteristics.

Намечен серийный выпуск предложенного аттенюатора.Serial release of the proposed attenuator is outlined.

Claims

An attenuator comprising a housing, a variable-length coaxial line segment, consisting of expandable parts of a round transcendental waveguide, and resistors, characterized in that the central conductors of the expandable parts of the coaxial line segment in the initial position are tightly joined along the conical surface, the resistors are located in the immediate vicinity of the ends of the expandable parts of the central conductor of the attenuator, at the input of the attenuator a rectangular coaxial strip section is installed in the form of a segment coaxially th strip line with a rectangular outer conductor, equipped with perpendicular central strip, adjustable by depth of immersion tuning screws, the distance between which is regulated by the operating frequency range, and the central strip opposite the tuning screws is covered with a dielectric layer, which excludes the contact of the tuning screws with the central strip, while on the external the surface of the extendable part of the attenuator is marked with a reference scale that fixes the gap value of the central conductor.