RU2664772C1

RU2664772C1 - Waveguide uhf-attenuator

Info

Publication number: RU2664772C1
Application number: RU2017131072A
Authority: RU
Inventors: Анастасия Витальевна Горелова
Original assignee: Анастасия Витальевна Горелова
Priority date: 2017-09-04
Filing date: 2017-09-04
Publication date: 2018-08-22

Abstract

FIELD: physics.SUBSTANCE: invention relates to the field of UHF technology and can be used to change the high UHF power levels of an electromagnetic wave of the Hmode in a rectangular waveguide. Waveguide UHF attenuator consists of a 3-decibel directional coupler, a reflector, and two matched loads. Reflector consists of two pieces of a rectangular waveguide connected to each other along a narrow wall and two identical pivotally connected metal plates. Hinge is disposed in the waveguide coupling gap together with the plate rotation mechanism comprising a nut that moves translationally when the screw rotates, to which the torque is transmitted from the regulator shaft.EFFECT: technical result consists in improving the matching and increasing the permissible power of the electromagnetic wave passing through the attenuator.1 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемый волноводный СВЧ-аттенюатор относится к области техники СВЧ и может быть использован для изменения высоких уровней СВЧ-мощности электромагнитной волны моды Н₁₀в прямоугольном волноводе.The proposed waveguide microwave attenuator belongs to the field of microwave technology and can be used to change high levels of microwave power of an electromagnetic wave of mode H ₁₀ in a rectangular waveguide.

Известны аттенюаторы, в которых изменение затухания происходит за счет изменения положения поглотителя в волноводе (АС 1215149 опубл. 28.02.1986 г.), за счет изменения поглощающих свойств диэлектрика (Патент США 6240237 опубл. 29.05.2001 г.).Attenuators are known in which the attenuation changes due to a change in the position of the absorber in the waveguide (AC 1215149 publ. 02/28/1986), due to a change in the absorbing properties of the dielectric (US Patent 6,240,237 publ. 05/29/2001).

Недостатком данных устройств является зависимость согласования от положения поглотителя или от изменения параметров поглотителя. Кроме того, объем поглотителя ограничен, что ограничивает допустимую мощность регулировки.The disadvantage of these devices is the dependence of the coordination on the position of the absorber or on changes in the parameters of the absorber. In addition, the amount of absorber is limited, which limits the allowable adjustment power.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является волноводный аттенюатор (АС 1107197, опубл. 07.08.1984), содержащий отрезок прямоугольного волновода, внутри которого размещена поглощающая пластина, связанная с механизмом перемещения. При этом поглощающая пластина закреплена одной стороной с возможностью вращения вокруг одного из ребер отрезка прямоугольного волновода.Closest to the technical nature of the present invention is a waveguide attenuator (AC 1107197, publ. 08/07/1984), containing a segment of a rectangular waveguide, inside which is placed an absorbing plate associated with the movement mechanism. In this case, the absorbing plate is fixed on one side with the possibility of rotation around one of the ribs of a segment of a rectangular waveguide.

Недостатком данного устройства является существенная зависимость согласования от затухания, поскольку разные уровни затухания определяются разными положениями пластины, что в свою очередь обуславливает изменение волнового сопротивления данного участка волновода. Кроме того, поглощающий материал пластины не в состоянии поглощать высокий уровень мощности, что ограничивает рабочий диапазон затухания данного волноводного аттенюатора.The disadvantage of this device is the significant dependence of matching on the attenuation, since different attenuation levels are determined by different positions of the plate, which in turn causes a change in the wave impedance of this section of the waveguide. In addition, the absorbing material of the plate is not able to absorb a high power level, which limits the working attenuation range of this waveguide attenuator.

Технический результат состоит в улучшении согласования и увеличении допустимой мощности электромагнитной волны, проходящей через аттенюатор.The technical result consists in improving the matching and increasing the permissible power of the electromagnetic wave passing through the attenuator.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что волноводный СВЧ-аттенюатор содержит отрезок прямоугольного волновода, внутри которого размещена пластина, связанная с механизмом поворота пластины.The essence of the invention lies in the fact that the waveguide microwave attenuator contains a segment of a rectangular waveguide, inside which is placed a plate associated with the rotation mechanism of the plate.

Новизна предлагаемого изобретения состоит в том, что в состав устройства включены идентичная пластина, причем обе пластины изготовлены из металла, и второй идентичный отрезок прямоугольного волновода, соединенный с первым узкими стенками, при этом пластины шарнирно соединены с одной стороны, а сам шарнир расположен в щели соединения волноводов и перпендикулярен широкой стенке волноводов, причем между пластинами в щели соединения волноводов расположен механизм поворота пластин симметрично относительно соединения волноводов, содержащий гайку, перемещающуюся поступательно при вращении винта, на который вращательный момент передается от вала регулятора, и раздвигающую пластины, при этом пластины подпружинены к гайке механизма поворота пластин, причем отрезкам прямоугольного волновода со стороны закрепления пластин подключен волноводный 3-децибельный направленный ответвитель, а оба противоположных выхода соединены с согласованными нагрузками.The novelty of the invention lies in the fact that the device includes an identical plate, both plates made of metal, and a second identical segment of a rectangular waveguide connected to the first narrow walls, while the plates are pivotally connected on one side, and the hinge is located in the slot the connection of the waveguides and is perpendicular to the wide wall of the waveguides, and between the plates in the slit of the connection of the waveguides there is a rotation mechanism of the plates symmetrically with respect to the connection of the waveguides, containing a nut moving translationally during rotation of the screw, to which the rotational moment is transmitted from the regulator shaft, and spreading plates, while the plates are spring-loaded to the nut of the plate turning mechanism, and a 3-decibel directional coupler is connected to the segments of the rectangular waveguide from the plate fixing side, and both opposite outputs connected to matched loads.

На фиг. 1 представлена блок-схема волноводного СВЧ-аттенюатора.In FIG. 1 shows a block diagram of a waveguide microwave attenuator.

На фиг. 2 показан разрез В-В отражателя (с пластинами).In FIG. 2 shows a section BB of the reflector (with plates).

На фиг. 3 показан разрез А-А отражателя (без пластин).In FIG. 3 shows a section AA of the reflector (without plates).

Волноводный СВЧ-аттенюатор содержит 3-х дБ направленный ответвитель, отражатель и две согласованные нагрузки. Отражатель содержит два идентичных отрезка прямоугольного волновода 1, соединенных по узкой стенке, идентичные оси 2, две идентичные пластины 3, гайку 4, винт 5, конические зубчатые колеса 6 и 7, вал 8, ручку регулятора 9. В соединении волноводов проделана щель 10.The waveguide microwave attenuator contains a 3 dB directional coupler, a reflector, and two matched loads. The reflector contains two identical segments of a rectangular waveguide 1 connected along a narrow wall, identical to the axis 2, two identical plates 3, a nut 4, a screw 5, bevel gears 6 and 7, a shaft 8, a knob of a regulator 9. A slot 10 was made in the connection of the waveguides.

Волноводный СВЧ-аттенюатор работает следующим образом: электромагнитная волна поступает от генератора на 3-х дБ направленный ответвитель, на противоположных выходах которого образуются две волны равные по амплитуде с разностью фаз равной

, в нагрузку при этом ничего не поступает. С выходов 3-х дБ направленного ответвителя электромагнитные волны поступают на Отражатель, часть мощности проходит в согласованных нагрузках, где поглощается, а часть мощности отражается и поступает в нагрузку. Для того чтобы отраженные электромагнитные волны складывались в фазе на выходе 3-х дБ направленного ответвителя, соединенного с нагрузкой, и в противофазе - на выходе 3-х дБ направленного ответвителя, соединенного с генератором, необходимо, чтобы отражение в каждом из двух волноводов Отражателя было бы максимально идентичным. Это достигается тем, что механизм поворота пластин таким образом раздвигает закрепленные на осях 2 пластины 3, что они перекрывают отрезки прямоугольных волноводов 1 одинаковым образом. Механизм поворота пластин содержит гайку 4, винт 5, конические зубчатые колеса 6 и 7, вал 8 и расположен в щели 10, проделанной в соединении волноводов. Изменение ослабления мощности электромагнитной волны, поступающей в нагрузку, происходит за счет того, что пластины 3 раздвигаются гайкой 4, которая перемещается поступательно при вращении винта 5, вращательный момент на который через конические зубчатые колеса 6 и 7 передается от вала 8, соединенного с ручкой регулятора 9.The waveguide microwave attenuator works as follows: the electromagnetic wave arrives from the generator by a 3 dB directional coupler, at the opposite outputs of which two waves are formed, equal in amplitude with a phase difference equal to

, while the load does not do anything. From the outputs of a 3 dB directional coupler, electromagnetic waves arrive at the Reflector, part of the power passes in the agreed loads, where it is absorbed, and part of the power is reflected and fed into the load. In order for the reflected electromagnetic waves to add up in phase at the output of a 3 dB directional coupler connected to the load, and in antiphase at the output of a 3 dB directional coupler connected to the generator, it is necessary that the reflection in each of the two Reflector waveguides would be as identical as possible. This is achieved by the fact that the rotation mechanism of the plates thus pushes the plates 3 fixed on the axes 2 so that they overlap the segments of the rectangular waveguides 1 in the same way. The plate turning mechanism comprises a nut 4, a screw 5,

bevel gears

6 and 7, a shaft 8 and is located in a slot 10 made in the connection of the waveguides. The change in attenuation of the power of the electromagnetic wave entering the load occurs due to the fact that the plates 3 are moved apart by a nut 4, which moves progressively when the screw 5 is rotated, the torque to which is transmitted through

bevel gears

6 and 7 from the shaft 8 connected to the regulator handle 9.

Макет заявленного устройства на частоту 2450 МГц, включающий две мощные жидкостные согласованные нагрузки, экспериментально исследован и имеет КСВН менее 1.15. При этом при поступающей от генератора мощности 600 Вт была достигнута плавная регулировка мощности на выходе в диапазоне от 10-550 Вт.The prototype of the claimed device at a frequency of 2450 MHz, including two powerful fluid matched loads, has been experimentally investigated and has a VSWR of less than 1.15. At the same time, with 600 W power coming from the generator, a smooth adjustment of the output power in the range from 10-550 W was achieved.

Claims

A waveguide microwave attenuator containing a segment of a rectangular waveguide, inside of which there is a plate connected with a plate turning mechanism, characterized in that in order to expand the operating range the device includes an identical plate, both plates made of metal, and a second identical segment of a rectangular waveguide connected to the first narrow walls, while the plates are pivotally connected on one side, and the hinge itself is located in the slot of the connection of the waveguides and is perpendicular to the wide wall olnovodov, and between the plates in the slot of the connection of the waveguides there is a plate rotation mechanism symmetrically with respect to the connection of the waveguides, containing a nut that moves translationally when the screw rotates, to which the torque is transmitted from the regulator shaft, and the sliding plates, while the plates are spring-loaded to the nut of the plate rotation mechanism, moreover, a 3-decibel directional coupler is connected to the segments of the rectangular waveguide from the side of the plate mounting, and both opposite outputs connected to matched loads.