RU2551822C2

RU2551822C2 - Waveguide attenuator

Info

Publication number: RU2551822C2
Application number: RU2012147432/08A
Authority: RU
Inventors: Александр Викторович Хомяков; Андрей Викторович Иванов; Виктор Петрович Клапов; Евгений Васильевич Манаенков; Сергей Николаевич Терехин
Original assignee: Открытое акционерное общество Центральное конструкторское бюро аппаратостроения
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2015-05-27
Also published as: RU2012147432A

Abstract

FIELD: measurement equipment.

SUBSTANCE: invention relates to the waveguide attenuators and can be used in the waveguide, antenna and UHF measuring equipment. The waveguide attenuator consists of a section of the rectangular wave guide and a volume absorbing resistance placed in it which consists of the main rectangular prism and coordinating elements designed as additional rectangular prisms. The main rectangular prism and the coordinating elements can be designed as a single detail, and the volume absorbing resistance is designed as the main rectangular prism, and the main prism at least from one of sides, parallel to the cross section of the rectangular wave guide, is conjugate to the coordinating element designed as an additional rectangular prism, structurally integrated with the main prism and made of material of the main prism, and the plane of the base of the additional prism coincides with the plane of interface of the main prism with the wave guide.

EFFECT: reduction of mass of the absorbing resistance during operation in low-frequency ranges and ensuring optimum coordination of attenuator input and output.

5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к волноводным аттенюаторам и может быть использовано в волноводной, антенной и СВЧ измерительной технике.The invention relates to waveguide attenuators and can be used in waveguide, antenna and microwave measurement technology.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является волноводный аттенюатор, содержащий отрезок прямоугольного волновода и объемное поглощающее сопротивление (И.П.Бушминский. Изготовление элементов конструкций СВЧ. Волноводы и волноводные устройства. М.: Высшая школа, 1974 г., с.182, рис.3.6.).Closest to the claimed technical solution is a waveguide attenuator containing a segment of a rectangular waveguide and volumetric absorbing resistance (I.P. Bushminsky. Fabrication of microwave structural elements. Waveguides and waveguide devices. M: Higher school, 1974, p. 182, Fig. .3.6.).

Недостатки данной конструкции:The disadvantages of this design:

- высокие технологические сложности изготовления при выполнении профиля поглощающего сопротивления и корпуса самой нагрузки;- high technological difficulties in manufacturing when performing the profile of the absorbing resistance and the body of the load itself;

- большая масса поглощающего сопротивления при работе в низкочастотных диапазонах.- a large mass of absorbing resistance when working in low-frequency ranges.

Перед авторами стояла задача создания волноводного аттенюатора, лишенного перечисленных недостатков.The authors were faced with the task of creating a waveguide attenuator, devoid of the above disadvantages.

Техническим результатом заявляемого волноводного аттенюатора является его конструктивное упрощение при одновременном улучшении его технических характеристик.The technical result of the claimed waveguide attenuator is its structural simplification while improving its technical characteristics.

Задача решена за счет того, что объемное поглощающее сопротивление выполнено в виде основной прямоугольной призмы, плоскость основания которой сопряжена с плоскостью одной из широких стенок прямоугольного волновода, ширина основания равна ширине прямоугольного волновода, а высота меньше высоты прямоугольного волновода, при этом основная призма хотя бы с одной из сторон, параллельной поперечному сечению прямоугольного волновода, сопряжена с согласующим элементом в виде дополнительной прямоугольной призмы, конструктивно объединенным с основной призмой и выполненным из материала основной призмы, при этом плоскость основания дополнительной призмы совпадает с плоскостью сопряжения основной призмы с волноводом, ширина основания равна ширине прямоугольного волновода, а высота дополнительной призмы меньше высоты основной призмы.The problem is solved due to the fact that the volumetric absorption resistance is made in the form of a main rectangular prism, the base plane of which is conjugated with the plane of one of the wide walls of the rectangular waveguide, the width of the base is equal to the width of the rectangular waveguide, and the height is less than the height of the rectangular waveguide, while the main prism is at least on one of the sides parallel to the cross section of a rectangular waveguide, is interfaced with a matching element in the form of an additional rectangular prism, structurally combined with the main prism and made of the material of the main prism, while the base plane of the additional prism coincides with the plane of conjugation of the main prism with the waveguide, the width of the base is equal to the width of the rectangular waveguide, and the height of the additional prism is less than the height of the main prism.

Объемное поглощающее сопротивление выполнено из материала с низким тепловым сопротивлением.Volumetric absorption resistance is made of a material with low thermal resistance.

Один из выходов отрезка прямоугольного волновода коротко замкнут.One of the outputs of a segment of a rectangular waveguide is short-circuited.

Один из выходов отрезка прямоугольного волновода выполнен в виде открытого участка.One of the outputs of a segment of a rectangular waveguide is made in the form of an open section.

Основная и дополнительные прямоугольные призмы выполнены в виде одной детали.The main and additional rectangular prisms are made in one piece.

Заявляемый волноводный аттенюатор 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 waveguide attenuator has a set 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 волноводный аттенюатор, по мнению заявителей и авторов, соответствует критерию «изобретательский уровень», т.к. неизвестен из доступных источников научной, технической и патентной информации на дату подачи заявки.The inventive waveguide attenuator, according to applicants and authors, meets the criterion of "inventive step", because unknown from available sources of scientific, technical and patent information at the filing date.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется при помощи чертежей, гдеThe essence of the invention is illustrated using the drawings, where

- на фиг.1 предоставлен общий вид волноводного аттенюатора (разрез вдоль оси волновода, параллельной его узкой стенке);- figure 1 provides a General view of the waveguide attenuator (section along the axis of the waveguide parallel to its narrow wall);

- на фиг.2 - вид волноводного аттенюатора с короткозамкнутой стенкой (разрез вдоль оси волновода, параллельной его узкой стенке).- figure 2 is a view of a waveguide attenuator with a short-circuited wall (section along the axis of the waveguide parallel to its narrow wall).

Волноводный аттенюатор состоит из отрезка 1 прямоугольного волновода и помещенного в него объемного поглощающего сопротивления, состоящего из основной прямоугольной призмы 2 и согласующих элементов 3 в виде дополнительных прямоугольных призм. Один из выходов отрезка 1 прямоугольного волновода может быть коротко замкнут стенкой 4 (фиг.2).The waveguide attenuator consists of a segment 1 of a rectangular waveguide and a volumetric absorbing resistance placed in it, consisting of a main rectangular prism 2 and matching elements 3 in the form of additional rectangular prisms. One of the outputs of segment 1 of a rectangular waveguide can be short-circuited by wall 4 (Fig. 2).

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Электромагнитная волна, поступающая на вход отрезка 1 прямоугольного волновода, проходит через объемное поглощающее сопротивление, вследствие чего ослабляется. Величина ослабления зависит от высоты основной прямоугольной призмы 2 объемного поглощающего сопротивления и от ее продольных размеров вдоль оси прямоугольного волновода, параллельной его узкой стенке. Продольные размеры согласующих элементов 3 вдоль оси прямоугольного волновода, параллельной его узкой стенке, выбираются исходя из условия амплитудно-фазового сложения волн, отраженных от дополнительной и основной прямоугольных призм, с целью достижения оптимального согласования по входу и выходу аттенюатора.An electromagnetic wave fed to the input of segment 1 of a rectangular waveguide passes through a volumetric absorbing resistance, as a result of which it is attenuated. The amount of attenuation depends on the height of the main rectangular prism 2 of the volumetric absorbing resistance and on its longitudinal dimensions along the axis of the rectangular waveguide parallel to its narrow wall. The longitudinal dimensions of the matching elements 3 along the axis of a rectangular waveguide parallel to its narrow wall are selected based on the condition of the amplitude-phase addition of waves reflected from the additional and main rectangular prisms in order to achieve optimal matching at the input and output of the attenuator.

Для изготовления волноводного аттенюатора с большим ослаблением, для уменьшения продольных размеров объемного поглощающего сопротивления вдоль оси прямоугольного волновода, параллельной его узкой стенке, возможно его выполнением из материала с высоким коэффициентом укорочения волны.For the manufacture of a waveguide attenuator with great attenuation, to reduce the longitudinal dimensions of the volumetric absorbing resistance along the axis of a rectangular waveguide parallel to its narrow wall, it is possible to make it from a material with a high coefficient of wave shortening.

Если волноводный аттенюатор используется в качестве СВЧ-нагрузки, то один из выходов отрезка 1 прямоугольного волновода может быть выполнен в виде открытого участка (фиг.1) или коротко замкнут стенкой 4 (фиг.2).If the waveguide attenuator is used as a microwave load, then one of the outputs of the segment 1 of the rectangular waveguide can be made in the form of an open section (figure 1) or short-circuited by the wall 4 (figure 2).

Для подтверждения правильности выбранного технического решения были изготовлены опытные образцы волноводных аттенюаторов Kа диапазона, в которых в качестве объемного поглощающего сопротивления использовалась призма из ферроэпоксида.To confirm the correctness of the chosen technical solution, prototypes of waveguide attenuators of the Ka range were made, in which a prism of ferroepoxide was used as volumetric absorbing resistance.

На основании произведенных испытаний можно сделать вывод, что волноводный аттенюатор по своим электрическим характеристикам не уступает аналогам, но при этом имеет преимущество в конструктивном исполнении, так как не требует применения сложных технологических процессов при производстве.Based on the tests performed, it can be concluded that the waveguide attenuator is not inferior to its analogues in its electrical characteristics, but it has an advantage in design, as it does not require the use of complex technological processes in production.

На предприятии разработан комплект конструкторской документации на заявляемый волноводный аттенюатор. Изготовлена опытная партия изделий, успешно прошедшая испытания, что подтверждает соответствие заявляемого решения критерию «промышленная применимость» для изобретения.The company has developed a set of design documentation for the inventive waveguide attenuator. An experimental batch of products was produced that successfully passed the tests, which confirms the compliance of the proposed solution with the criterion of "industrial applicability" for the invention.

Claims

1. A waveguide attenuator containing a segment of a rectangular waveguide and volumetric absorption resistance, characterized in that the volumetric absorption resistance is made in the form of a main rectangular prism, the base plane of which is conjugated with the plane of one of the wide walls of the rectangular waveguide, the width of the base is equal to the width of the rectangular waveguide, and the height less than the height of the rectangular waveguide, while the main prism from at least one of the sides parallel to the cross section of the rectangular waveguide, It is connected with the matching element in the form of an additional rectangular prism, structurally combined with the main prism and made of the material of the main prism, while the base plane of the additional prism coincides with the interface plane of the main prism with the waveguide, the width of the base is equal to the width of the rectangular waveguide, and the height of the additional prism is less than the height primary prism.

2. The waveguide attenuator according to claim 1, characterized in that the volumetric absorption resistance is made of a material with low thermal resistance.

3. The waveguide attenuator according to claim 2, characterized in that one of the outputs of a segment of a rectangular waveguide is short-circuited.

4. The waveguide attenuator according to claim 2, characterized in that one of the outputs of a segment of a rectangular waveguide is made in the form of an open section.

5. The waveguide attenuator according to claim 2, characterized in that the main and additional rectangular prisms are made in the form of one part.