RU2544764C2

RU2544764C2 - Coaxial transmission line

Info

Publication number: RU2544764C2
Application number: RU2012132811/08A
Authority: RU
Inventors: Александр Викторович Хомяков; Евгений Васильевич Манаенков; Андрей Викторович Иванов
Original assignee: Открытое акционерное общество Центральное конструкторское бюро аппаратостроения
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2015-03-20
Also published as: RU2012132811A

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.

SUBSTANCE: invention relates to radio engineering, the design of rigid coaxial transmission lines and can be used in antenna-waveguide and measurement microwave equipment. The coaxial transmission line consists of a housing 1, having grooves with a rectangular cross-section. Two parts of an insulator 4 are staked in the grooves. On the mated planes of the parts of the insulator 4 there are grooves which hold an inner conductor 3 placed in said grooves. The entire structure is closed by a flat cover 2, which closes the outline of the outer conductor of the coaxial transmission line.

EFFECT: high reliability of the coaxial transmission line by simplifying design owing to fewer components.

6 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике, к конструктивному выполнению жестких коаксиальных трактов передачи и может быть использовано в антенно-волноводной и измерительной СВЧ технике.The invention relates to radio engineering, to the construction of hard coaxial transmission paths and can be used in antenna-waveguide and microwave measuring equipment.

Известен волноводный тракт, содержащий не менее двух волноводных линий (Сазонов Д.М. и др. Устройства СВЧ: Учебное пособие. / Под ред. Д.М. Сазонова. - М.: Высшая школа, 1981, с.7-9).Known waveguide path containing at least two waveguide lines (Sazonov DM and other microwave devices: textbook. / Under the editorship of DM Sazonov. - M .: Higher school, 1981, pp. 7-9) .

Недостатками данной конструкции являются:The disadvantages of this design are:

- большое количество фланцевых соединений, приводящее к потерям сигнала;- a large number of flange connections, leading to signal loss;

- большие габаритные размеры и низкая степень интеграции.- large overall dimensions and low degree of integration.

Перед авторами стояла задача создания коаксиального тракта, содержащего небольшое количество деталей с высокими техническими параметрами.The authors were faced with the task of creating a coaxial path containing a small number of parts with high technical parameters.

Задача решена за счет того, что коаксиальный тракт представляет собой механически собираемую конструкцию, состоящую из центрального проводника, деталей изолятора и внешнего проводника.The problem is solved due to the fact that the coaxial path is a mechanically assembled structure consisting of a central conductor, insulator parts and an external conductor.

Коаксиальный тракт включает не менее двух коаксиальных линий, причем коаксиальные линии содержат изгибы, разветвления, эквидистантные повороты, при этом внешний проводник выполнен в виде двух сопрягаемых частей, по крайней мере в одной из которых выполнены объединенные между собой пазы прямоугольного сечения, в которые помещен изолятор, заполняющий внутренний объем внешнего проводника, выполненный в виде двух вкладышей прямоугольного сечения из изоляционного материала, установленных один над другим, имеющих углубления на сопрягаемых поверхностях вдоль продольной оси каждого из участков коаксиальной линии, в которых зафиксирован внутренний проводник с сечением, равным сечению паза в изоляторе, при этом согласование импедансов между участками коаксиального тракта осуществляется изменением ширины внутреннего проводника и паза изолятора при их неизменной толщине, внешний проводник, изолятор, внутренний проводник механически объединены между собой в единую конструкцию, образующую систему коаксиальных элементов, а выходные коаксиальные соединители выполнены соосно с подводящим внутренним проводником.The coaxial path includes at least two coaxial lines, and the coaxial lines contain bends, branches, equidistant turns, while the outer conductor is made in the form of two mating parts, at least one of which is made of interconnected grooves of rectangular cross section, into which the insulator is placed filling the internal volume of the outer conductor, made in the form of two inserts of rectangular cross section of insulating material, mounted one above the other, having recesses on the mating surfaces along the longitudinal axis of each of the sections of the coaxial line in which the inner conductor is fixed with a cross section equal to the cross section of the groove in the insulator, and the impedances between the sections of the coaxial path are coordinated by changing the width of the inner conductor and the groove of the insulator with their constant thickness, the outer conductor, insulator, the inner conductor is mechanically combined with each other in a single structure, forming a system of coaxial elements, and the output coaxial connectors are made coaxially with a supply inner conductor.

Коаксиальный тракт имеет ортогональные к внутреннему проводнику выходные коаксиальные соединители.The coaxial path has output coaxial connectors orthogonal to the inner conductor.

Коаксиальный тракт имеет соосные с подводящим внутренним проводником переходы на полосковую линию.The coaxial path has transitions to the strip line coaxial with the lead-in inner conductor.

Связь между участками тракта с разделенными внутренними проводниками осуществлена через изолятор, выполненный из материала изолятора коаксиальной линии.The connection between the tract sections with separated internal conductors is carried out through an insulator made of a material of a coaxial line insulator.

Связь между участками тракта с разделенными внутренними проводниками осуществлена через изолятор, выполненный из материала, отличного от материала изолятора коаксиальной линии.The connection between the tract sections with separated internal conductors is carried out through an insulator made of a material different from the material of the insulator of the coaxial line.

На наружных поверхностях внешнего проводника выполнены радиаторы системы охлаждения.On the outer surfaces of the outer conductor made radiators of the cooling system.

Заявляемый коаксиальный тракт обладает совокупностью существенных признаков, не известных из уровня техники для изделий подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения.The inventive coaxial path has a combination of essential features not known from the prior art for products of this purpose, which allows us to conclude that the criterion of "novelty" for the invention.

Заявляемый коаксиальный тракт, по мнению заявителя и авторов, соответствует критерию «изобретательский уровень», т.к. для специалистов он явным образом не следует из уровня техники, т.е. не известен из доступных источников научной, технической и патентной информации на дату подачи заявки.The inventive coaxial path, according to the applicant and the authors, meets the criterion of "inventive step", because for specialists, it does not explicitly follow from the prior art, i.e. not known from available sources of scientific, technical and patent information at the filing date.

Сущность предлагаемого решения поясняется с помощью чертежей, где:The essence of the proposed solution is illustrated using the drawings, where:

- на фиг.1 - вариант конструктивной реализации коаксиального тракта;- figure 1 is a variant of the structural implementation of the coaxial path;

- на фиг.2 - электрическая схема коаксиального тракта;- figure 2 is an electrical diagram of a coaxial path;

- на фиг.3 - продольное сечение коаксиального тракта.- figure 3 is a longitudinal section of a coaxial path.

Коаксиальный тракт состоит из корпуса 1, в котором выполнены пазы прямоугольного сечения. В пазы один на другой уложены две части изолятора 4. На сопрягаемых плоскостях частей изолятора 4 имеются пазы, удерживающие помещенный в них внутренний проводник 3. Вся конструкция закрывается плоской крышкой 2, замыкающей контур внешнего проводника коаксиального тракта.The coaxial path consists of a housing 1, in which grooves of a rectangular section are made. Two parts of the insulator 4 are laid in the grooves one on the other. On the mating planes of the parts of the insulator 4 there are grooves holding the inner conductor 3 placed in them. The whole structure is closed by a flat cover 2, which closes the contour of the outer conductor of the coaxial path.

Выходы коаксиального факта представляют собой соосный или ортогональный к внутреннему проводнику 3 коаксиальные соединители 5 и 6 с коаксиальной линии прямоугольного сечения на круглую коаксиальную линию. Также переход может осуществляться на соосную (симметричную или несимметричную) полосковую линию. В качестве примера приведено включение в коаксиальный тракт микрополосковой согласованной нагрузки 7. При необходимости связи между разделенными участками тракта можно осуществить либо через изолятор, выполненный из материала изолятора коаксиальной линии, либо через изолятор, изготовленный из другого материала.The outputs of the coaxial fact are coaxial connectors 5 and 6, coaxial or orthogonal to the inner conductor 3, with a coaxial line of rectangular cross section on a round coaxial line. Also, the transition can be carried out on a coaxial (symmetric or asymmetric) strip line. An example is the inclusion of a matched microstrip load in the coaxial path 7. If necessary, communication between the divided sections of the path can be made either through an insulator made of insulator material of a coaxial line, or through an insulator made of another material.

Электрическая схема коаксиального тракта содержит следующие элементы:The electrical circuit of the coaxial path contains the following elements:

XW1, XW4, XW6, XW7 - ортогональные внутреннему проводнику выходные коаксиальные соединители;XW1, XW4, XW6, XW7 - output coaxial connectors orthogonal to the inner conductor;

XW2, XW3, XW5 - соосные с внутренним проводником выходные коаксиальные соединители;XW2, XW3, XW5 - output coaxial connectors coaxial with the inner conductor;

WR1-WR6 - микрополосковые согласованные нагрузки,WR1-WR6 - microstrip matched loads,

W1 - ответвитель направленный первого рода (связь осуществляется через участки, заполненные материалом, отличным от материала изолятора коаксиальной линии);W1 - a directional coupler of the first kind (communication is carried out through sections filled with material other than the material of the insulator of the coaxial line);

W4 - ответвитель направленный второго рода (связь осуществляется через участки, заполненные материалом изолятора коаксиальной линии);W4 - directional coupler of the second kind (communication is carried out through sections filled with material of the coaxial line insulator);

W2, W3, W5 - кольцо гибридное.W2, W3, W5 - a hybrid ring.

Согласование различных участков коаксиального тракта, имеющих отличные друг от друга импедансы коаксиальных линий, осуществляется изменением ширины внутреннего проводника и паза изолятора при их неизменной толщине. Данный тип согласования позволяет упростить конструкцию коаксиального тракта и технологичность его выполнения.The coordination of various sections of the coaxial path, having different impedances of the coaxial lines, is carried out by changing the width of the inner conductor and the groove of the insulator with their constant thickness. This type of coordination allows you to simplify the design of the coaxial path and the manufacturability of its implementation.

В случае необходимости отвода тепла от коаксиального тракта на наружных поверхностях корпуса 1 и крышки 2 могут быть выполнены радиаторы системы охлаждения в виде ребер.If necessary, heat removal from the coaxial path on the outer surfaces of the housing 1 and cover 2 can be made radiators of the cooling system in the form of fins.

Для проверки правильности принятых технических решений на предприятии разработаны и испытаны с положительным результатом ряд СВЧ устройств, в которых применен заявляемый коаксиальный тракт, что подтверждает соответствие заявляемого решения критерию «промышленная применимость» для изобретения.To verify the correctness of the adopted technical solutions, the enterprise has developed and tested with a positive result a number of microwave devices in which the inventive coaxial path is used, which confirms the compliance of the proposed solution with the criterion of "industrial applicability" for the invention.

Claims

1. Coaxial path containing at least two coaxial lines, characterized in that the coaxial lines contain bends, branches, equidistant rotations, while the outer conductor is made in the form of two mating parts, at least one of which is made of interconnected grooves of a rectangular sections in which an insulator is placed, filling the internal volume of the external conductor, made in the form of two inserts of rectangular cross section of insulating material, mounted one above the other, having a recess on mating surfaces along the longitudinal axis of each of the sections of the coaxial line in which the inner conductor is fixed with a cross section equal to the cross section of the groove in the insulator, and the impedances between the sections of the coaxial path are coordinated by changing the width of the inner conductor and the groove of the insulator with their constant thickness, the outer conductor , insulator, inner conductor are mechanically combined with each other in a single structure, forming a system of coaxial elements, and connect the output coaxial whether made coaxially with the lead-in inner conductor.

2. The coaxial path according to claim 1, characterized in that the coaxial path has output coaxial connectors orthogonal to the inner conductor.

3. The coaxial path according to claim 2, characterized in that the coaxial path has transitions to the strip line coaxial with the lead-in inner conductor.

4. The coaxial path according to claim 3, characterized in that the connection between the sections of the path with separated internal conductors is made through an insulator made of a material of the insulator of the coaxial line.

5. The coaxial path according to claim 3, characterized in that the connection between the tract sections with separated internal conductors is made through an insulator made of a material different from the material of the coaxial line insulator.

6. The coaxial path according to claim 3, characterized in that the radiators of the cooling system are made on the outer surfaces of the external conductor.