RU2725702C1 - High-power broadband coaxial-waveguide junction - Google Patents
High-power broadband coaxial-waveguide junction Download PDFInfo
- Publication number
- RU2725702C1 RU2725702C1 RU2019129657A RU2019129657A RU2725702C1 RU 2725702 C1 RU2725702 C1 RU 2725702C1 RU 2019129657 A RU2019129657 A RU 2019129657A RU 2019129657 A RU2019129657 A RU 2019129657A RU 2725702 C1 RU2725702 C1 RU 2725702C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waveguide
- coaxial
- broadband
- screws
- powerful
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/08—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices
- H01P5/10—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices for coupling balanced with unbalanced lines or devices
- H01P5/103—Hollow-waveguide/coaxial-line transitions
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к области широкополосных волноводных линий передачи и широкополосных рупорных антенн, выполненных на основе двухгребневых (Н-образных) волноводов.The invention relates to the field of broadband waveguide transmission lines and broadband horn antennas made on the basis of two-ribbed (H-shaped) waveguides.
Техническим результатом изобретения является повышение широкополосности и согласования коаксиально-волноводного перехода (далее - КВП), упрощение его настройки, а также повышение надежности работы в широком диапазоне рабочих температур при воздействии вибраций и мощных входных сигналов.The technical result of the invention is to increase the broadband and coordination of the coaxial-waveguide transition (hereinafter - KVP), simplifying its settings, as well as improving the reliability in a wide range of operating temperatures when exposed to vibrations and powerful input signals.
Уровень техникиState of the art
Из уровня техники известны: книга «Линии передачи сантиметровых волн». Перевод с английского под редакцией Г.А. Ремеза. Издательство «Сов. Радио», М., 1951 г., страницы 366-368 [1], в которой рассмотрены КВП; авторское свидетельство №675496 от 29.03.1979 г. «Соосный переход с волновода на линию с Т-волной», Н01Р 5/08 автор Сибиркин Е.В. [2]. На основе упомянутого авторского свидетельства в АО «КНИРТИ», с участием Автора изобретения, разработаны широкополосные коаксиально-волноводные переходы: ВК-1 и ВКОД-23 для приемной и мощной передающей антенн [3, 4].From the prior art are known: the book "Transmission lines of centimeter waves." Translated from English by G.A. Remeza. Publishing house “Sov. Radio ”, M., 1951, pages 366-368 [1], in which the CWP are examined; certificate of authorship No. 675496 of March 29, 1979 “Coaxial transition from a waveguide to a line with a T-wave”,
Отметим, что коаксиально-волноводный переход узла ВК-1 по принципу действия аналогичен КВП узла ВКОД-23, при этом в состав последнего для контроля поступающей на него мощности (более 50 Вт) введены: ответвитель малой мощности с детектором и коаксиальным разъемом.Note that the coaxial-waveguide junction of the VK-1 node according to the principle of operation is similar to the CVP of the VKOD-23 node, while the latter includes the following: a low-power coupler with a detector and a coaxial connector to control the power supplied to it (more than 50 W).
Отметим также, что для приемных антенн допускается коэффициент стоячей волны (далее - КСВ) до 3,5, а для передающих антенн допускается КСВ не более 2,0 (с учетом КСВ рупора и «КСВ» обтекателя).We also note that for receiving antennas a standing wave coefficient (hereinafter referred to as SWR) is allowed up to 3.5, and for transmitting antennas an SWR of no more than 2.0 is allowed (taking into account the SWR of the speaker and the “SWR” of the fairing).
Известен широкополосный коаксиально-волноводный переход - узел ВК-1 (по чертежу ИБСТ.434843.025, разработанному в АО «КНИРТИ») [3], содержащий: двухгребневую волноводную камеру; коаксиальный разъем, соединенный с воздушной коаксиальной линией передачи; фигурную проводящую пластину, соединенную узким концом с центральным проводником воздушной коаксиальной линии передачи, а широким концом, вместе с подложенной под нее тонкой Г-образной пластинкой, прикрепленную к нижнему гребню двумя винтами; три подстроечных «емкостных» винта с контргайками, ввинченных внутрь двухгребневой волноводной камеры через верхнюю широкую стенку и прилегающий к ней гребень. При этом упомянутая выше фигурная пластина от линии смежных форм до узкого края выполнена полуовальной формы, а от линии смежных форм до широкого края выполнена прямоугольной формы с двумя резьбовыми отверстиями и на отрезке полуовальной формы сформована выпуклой в сторону верхнего гребня.Known broadband coaxial waveguide junction - site VK-1 (according to the drawing IBST.434843.025, developed by JSC "KNIRTI") [3], containing: a two-ribbed waveguide chamber; coaxial connector connected to an air coaxial transmission line; a curly conductive plate connected by a narrow end to the central conductor of the overhead coaxial transmission line, and a wide end, together with a thin L-shaped plate placed under it, attached to the lower ridge with two screws; three trimming “capacitive” screws with locknuts screwed into the double-ribbed waveguide chamber through the upper wide wall and the comb adjacent to it. Moreover, the aforementioned figure plate from the line of adjacent forms to a narrow edge is made of semi-oval shape, and from the line of adjacent forms to a wide edge is made of rectangular shape with two threaded holes and is formed convex towards the upper ridge on a segment of semi-oval shape.
Признаки рассматриваемого широкополосного коаксиально-волноводного перехода, которые совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения: двухгребневая волноводная камера; коаксиальный разъем, соединенный с воздушной коаксиальной линией передачи; фигурная пластина, соединенная одним концом с центральным проводником воздушной коаксиальной линии передачи, а другим концом прикрепленная к нижнему гребню двумя винтами; три подстроечных «емкостных» винта с контргайками, ввинченные внутрь двухгребневой волноводной камеры через верхнюю широкую стенку и прилегающий к ней гребень.Signs of the considered broadband coaxial-waveguide transition, which coincide with the essential features of the claimed invention: two-ribbed waveguide chamber; coaxial connector connected to an air coaxial transmission line; a figured plate connected at one end to the center conductor of the overhead coaxial transmission line and attached at the other end to the lower ridge with two screws; three trimming “capacitive” screws with locknuts screwed into the double-ribbed waveguide chamber through the upper wide wall and the comb adjacent to it.
К недостаткам этого устройства относятся: недостаточные широкополосность и согласование; сложность настройки; низкая надежность работы в широком диапазоне рабочих температур и вибраций.The disadvantages of this device include: insufficient broadband and matching; difficulty setting low reliability in a wide range of operating temperatures and vibrations.
Недостаточные широкополосность и согласование обусловлены формой, размерами и углом изгиба (при формовке) примененной фигурной пластины.Insufficient broadband and matching are due to the shape, size, and bending angle (during molding) of the curly plate used.
Сложность настройки обусловлена отсутствием элементов конструкции для корректировки угла изгиба и длины примененной фигурной пластины в процессе настройки без отключения от рабочего места и разборки настраиваемого КВП (для обеспечения доступа к его фигурной пластине).The complexity of the setup is due to the lack of structural elements for adjusting the bending angle and the length of the applied curly plate during the setup process without disconnecting from the workplace and disassembling the custom-designed CVP (to provide access to its curly plate).
Низкая надежность работы КВП ВК-1 в широком диапазоне рабочих температур и вибраций обусловлена отсутствием необходимых элементов конструкции для надежного закрепления (фиксирования) фигурной пластины, вместе с подложенной под нее тонкой Г-образной пластинкой, обеспечивающих при этом, надежное их гальваническое соединение. Кроме того, глубоко ввинченный (для лучшего согласования при настройке) третий (от раскрыва, т.е. фланца КВП) подстроечный «емкостной» винт приводит к малому зазору между его торцом и фигурной пластиной, а это приводит к короткому замыканию при тепловых удлинениях подстроечного «емкостного» винта и фигурной пластины. Поэтому, глубоко ввинчивать третий (от раскрыва, т.е. фланца КВП) «емкостной» винт недопустимо, а полученное при этом худшее согласование необходимо будет улучшать более совершенными формой, размерами и углами изгибов новой фигурной пластины.The low reliability of the KVP VK-1 operation in a wide range of operating temperatures and vibrations is due to the lack of the necessary structural elements for reliable fastening (fixing) of the figured plate, together with a thin L-shaped plate placed under it, while ensuring their reliable galvanic connection. In addition, a deeply screwed (for better alignment during adjustment) third (from the aperture, i.e., KVP flange) trimmer “capacitive” screw leads to a small gap between its end face and the figured plate, and this leads to a short circuit during thermal extensions of the trimmer "Capacitive" screw and figured plate. Therefore, it is unacceptable to deeply screw the third (from the aperture, that is, KVP flange) “capacitive” screw, and the resulting worse coordination will need to be improved with a more perfect shape, size and bending angles of the new figured plate.
Также известен мощный широкополосный коаксиально-волноводный переход - узел ВКОД-23 (по чертежу ИБСТ.434843.003, разработанному в АО «КНИРТИ») [4], содержащий: двухгребневую волноводную камеру; коаксиальный разъем, соединенный с воздушной коаксиальной линией передачи; фигурную пластину узким концом соединенную с центральным проводником воздушной коаксиальной линии передачи и широким концом вместе с подложенной под нее тонкой Г-образной пластинкой, прикрепленную к нижнему гребню двумя винтами; три подстроечных «емкостных» винта с контргайками, ввинченных внутрь двух гребневой волноводной камеры через верхнюю широкую стенку и прилегающий к ней гребень, при этом упомянутая фигурная пластина от линии смежных форм до узкого края выполнена полуовальной формы, а от линии смежных форм до широкого края выполнена прямоугольной формы с двумя резьбовыми отверстиями и на отрезке полуовальной формы сформована выпуклой в сторону верхнего гребня.Also known is a powerful broadband coaxial waveguide junction — the VKOD-23 assembly (according to the drawing IBST.434843.003 developed at JSC KNIRTI) [4], which contains: a two-ribbed waveguide chamber; coaxial connector connected to an air coaxial transmission line; a curved plate with a narrow end connected to the central conductor of the airborne coaxial transmission line and a wide end together with a thin L-shaped plate attached beneath it, attached to the lower ridge with two screws; three trimming “capacitive” screws with locknuts screwed into the two ridge waveguide chambers through the upper wide wall and the adjacent ridge, the said curved plate being semi-oval from the line of adjacent forms to a narrow edge, and made from a line of adjacent forms to a wide edge Rectangular in shape with two threaded holes and on a piece of semi-oval shape formed convex towards the upper ridge.
Признаки рассматриваемого мощного широкополосного коаксиально-волноводного перехода, которые совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения: двухгребневая волноводная камера; коаксиальный разъем, соединенный с воздушной коаксиальной линией передачи; фигурная пластина, соединенная с центральным проводником воздушной коаксиальной линии передачи, а другим концом прикрепленная к нижнему гребню двумя винтами; три подстроечных «емкостных» винта с контргайками, ввинченные внутрь двухгребневой волноводной камеры через верхнюю широкую стенку и прилегающий к ней гребень.Signs of the considered powerful broadband coaxial-waveguide transition, which coincide with the essential features of the claimed invention: two-ribbed waveguide chamber; coaxial connector connected to an air coaxial transmission line; a figured plate connected to the central conductor of the overhead coaxial transmission line, and attached to the lower ridge with two screws at the other end; three trimming “capacitive” screws with locknuts screwed into the double-ribbed waveguide chamber through the upper wide wall and the comb adjacent to it.
К недостаткам этого устройства относятся: недостаточные широкополосность и согласование; сложность настройки; низкая надежность работы в широком диапазоне рабочих температур, вибраций и мощных входных ВЧ сигналов.The disadvantages of this device include: insufficient broadband and matching; difficulty setting low reliability in a wide range of operating temperatures, vibrations and powerful RF input signals.
Недостаточные широкополосность и согласование обусловлены формой, размерами и углом изгиба (при формовке) примененной фигурной пластины.Insufficient broadband and matching are due to the shape, size, and bending angle (during molding) of the curly plate used.
Сложность настройки обусловлена отсутствием элементов конструкции для корректировки углов изгиба и длины фигурной пластины в процессе настройки без отключения от рабочего места и разборки настраиваемого КВП (для обеспечения доступа к его фигурной пластине).The complexity of the setup is due to the lack of structural elements for adjusting the bending angles and the length of the curly plate during the setup process without disconnecting from the workplace and disassembling the custom-designed KVP (to provide access to its curly plate).
Низкая надежность работы в широком диапазоне рабочих температур, вибраций и мощных входных ВЧ сигналов обусловлена отсутствием необходимых элементов конструкции для надежного закрепления (фиксирования) фигурной пластины вместе с подложенной под нее тонкой Г-образной пластинкой, обеспечивающих при этом надежное их гальваническое соединение и отсутствием возможности добиться требуемого согласования (КСВ) при неглубоком ввинчивании третьего (от раскрыва, т.е. фланца КВП) «емкостного» винта. Глубоко ввинченный (для лучшего согласования при настройке) третий (от раскрыва, т.е. фланца КВП) подстроенный «емкостной» винт приводит к малому зазору между его торцом и фигурной пластиной, а это приводит к электрическому пробою его мощным входным ВЧ сигналом или к короткому замыканию при тепловых удлинениях подстроенного «емкостного» винта и фигурной пластины. Поэтому, глубоко ввинчивать третий (от раскрыва, т.е. фланца КВП) «емкостной» винт категорически недопустимо, а полученное при этом худшее согласование (КСВ) необходимо будет улучшать более совершенными формой, размерами и углами изгибов новой фигурной пластины.Low reliability in a wide range of operating temperatures, vibrations and powerful RF input signals is due to the lack of the necessary structural elements for reliable fastening (fixing) of the figured plate together with a thin L-shaped plate placed under it, while ensuring their reliable galvanic connection and the inability to achieve required coordination (CWS) with shallow screwing of the third (from the aperture, i.e. flange KVP) “capacitive" screw. A deeply screwed (for better alignment during adjustment) third (from the aperture, i.e., KVP flange) adjusted “capacitive” screw leads to a small gap between its end face and the figured plate, and this leads to electrical breakdown with its powerful RF input signal or short circuit at thermal lengthenings of the adjusted "capacitive" screw and figured plate. Therefore, deeply screwing the third (from the aperture, i.e., flange of the КВП) “capacitive” screw is categorically unacceptable, and the resulting worse alignment (SWR) will need to be improved with more perfect shape, dimensions and bending angles of the new figured plate.
В качестве прототипа выбран мощный широкополосный коаксиально-волноводный переход, известный по разработанному в АО «КНИРТИ» чертежу ИБСТ.434843.003 [4]. Прототип содержит: двухгребневую волноводную камеру; коаксиальный разъем, соединенный с воздушной коаксиальной линией передачи; фигурную пластину узким концом соединенную с центральным проводником воздушной коаксиальной линии передачи и широким концом вместе с подложенной под нее тонкой Г-образной пластинкой прикрепленную к нижнему гребню двумя винтами; три подстроечных «емкостных» винта с контргайками, ввинченных внутрь двух гребневой волноводной камеры через верхнюю широкую стенку и прилегающий к ней гребень, при этом упомянутая фигурная пластина от линии смежных форм до узкого края выполнена полуовальной формы, а от линии смежных форм до широкого края выполнена прямоугольной формы с двумя резьбовыми отверстиями и на отрезке полуовальной формы сформована выпуклой в сторону верхнего гребня.As a prototype, a powerful broadband coaxial-waveguide junction, known according to the drawing IBST.434843.003 developed by JSC KNIRTI, was chosen [4]. The prototype contains: a two-ribbed waveguide chamber; coaxial connector connected to an air coaxial transmission line; a curly plate with a narrow end connected to the central conductor of the airborne coaxial transmission line and a wide end together with a thin L-shaped plate placed under it attached to the lower ridge with two screws; three trimming “capacitive” screws with locknuts screwed into the two ridge waveguide chambers through the upper wide wall and the adjacent ridge, the said curved plate being semi-oval from the line of adjacent forms to a narrow edge, and made from a line of adjacent forms to a wide edge rectangular in shape with two threaded holes and on a piece of semi-oval shape formed convex towards the upper ridge.
Признаки рассматриваемого коаксиально-волноводного перехода, которые совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения: двухгребневая волноводная камера; коаксиальный разъем, соединенный с воздушной коаксиальной линией передачи; фигурная пластина соединенная одним концом с центральным проводником воздушной коаксиальной линии передачи, а другим концом прикрепленная к нижнему гребню двумя винтами; три подстроечных «емкостных» винта с контргайками, ввинченные внутрь двухгребневой волноводной камеры через верхнюю широкую стенку и прилегающий к ней гребень.Signs of the considered coaxial-waveguide transition, which coincide with the essential features of the claimed invention: two-ribbed waveguide chamber; coaxial connector connected to an air coaxial transmission line; a figured plate connected at one end to the central conductor of the overhead coaxial transmission line, and at the other end attached to the lower ridge with two screws; three trimming “capacitive” screws with locknuts screwed into the double-ribbed waveguide chamber through the upper wide wall and the comb adjacent to it.
Для устранения недостатков прототипа, а именно: недостаточные широкополосность и согласование, сложность настройки, низкая надежность работы в широком диапазоне рабочих температур, вибраций и мощных входных ВЧ сигналов, был создан заявляемый мощный коаксиально-волноводный переход.To eliminate the disadvantages of the prototype, namely, insufficient broadband and matching, the complexity of the settings, low reliability in a wide range of operating temperatures, vibrations and powerful input RF signals, the claimed powerful coaxial-waveguide transition was created.
Задачей изобретения является создание мощного, более широкополосного, с лучшим согласованием, более легко настраиваемого и надежного в работе коаксиально-волноводного перехода к широкополосным волноводным линиям передачи и к широкополосным рупорным антеннам, выполненным на основе двухгребневых (Н-образных) волноводов.The objective of the invention is to create a powerful, more broadband, with better matching, more easily configured and reliable in the work of the coaxial-waveguide transition to broadband waveguide transmission lines and to broadband horn antennas made on the basis of two-ribbed (H-shaped) waveguides.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в мощном широкополосном коаксиально-волноводном переходе содержатся: двухгребневая волноводная камера; коаксиальный разъем, соединенный с воздушной коаксиальной линией передачи; фигурная пластина, соединенная одним концом с центральным проводником воздушной коаксиальной линии передачи, а другим концом прикрепленная двумя винтами к нижнему гребню; три подстроечных «емкостных» винта с контргайками, ввинченные внутрь двухгребневой волноводной камеры через верхнюю широкую стенку и прилегающий к ней гребень, отличающийся тем, что фигурная пластина выполнена трапецеидальной формы с частично срезанными боковыми гранями и двумя удлиненными овальными отверстиями, сформована с тремя определенными углами изгибов и прикреплена узким концом через нижнее удлиненное овальное отверстие к упомянутому нижнему гребню и широким концом через верхнее удлиненное овальное отверстие к дополнительно ввинченному внутрь двух гребневой волноводной камеры опорному винту соответственно винтами с потайными головками, шайбами и гайками через дополнительно введенную проводящую трапецеидальную пластинку с зенкованными двумя отверстиями и дополнительно введенным винтом с плоской головкой, шайбой и гайкой через сквозное продольное отверстие в опорном винте с шестигранным фланцем, контргайкой и шайбой.The problem is solved due to the fact that a powerful broadband coaxial waveguide junction contains: a two-ribbed waveguide chamber; coaxial connector connected to an air coaxial transmission line; a figured plate connected at one end to the central conductor of the overhead coaxial transmission line, and at the other end attached with two screws to the lower ridge; three trimming “capacitive” screws with locknuts screwed into the double-ribbed waveguide chamber through the upper wide wall and an adjacent comb, characterized in that the figured plate is made of trapezoidal shape with partially cut side faces and two elongated oval holes, molded with three defined bend angles and attached with a narrow end through the lower elongated oval hole to the aforementioned lower ridge and a wide end through the upper elongated oval hole to the support screw additionally screwed inside the two ridge waveguide chamber, respectively, with countersunk screws, washers and nuts through an additionally inserted conductive trapezoidal plate with two countersink holes and an additionally inserted flat head screw, washer, and nut through a through-hole in the hexagon flange support screw, lock nut, and washer.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention
Технический результат в предлагаемом устройстве достигается за счет того, что изменены форма, размеры, углы изгибов (при формовке) и введено новое надежное крепление (фиксирование) фигурной пластины (узким концом к нижнему гребню, а широким концом - к опорному винту).The technical result in the proposed device is achieved due to the fact that the shape, dimensions, bending angles (during molding) are changed and a new reliable fastening (fixing) of the figured plate is introduced (with a narrow end to the lower ridge and a wide end to the support screw).
При этом с помощью введенного нового крепления можно не только надежно закрепить (зафиксировать) фигурную пластину перед завершением настройки предлагаемого устройства, но и при необходимости, например, при недостигнутых заданных пределах по согласованию, т.е. по КСВ, возможно изменять в небольших пределах углы изгиба и, тем самым, длину фигурной пластины (не отключая от рабочего места и не разбирая настраиваемый мощный широкополосный коаксиально-волноводный переход). В результате этого существенно расширяется полоса рабочих частот и значительно улучшается согласование (например, полоса частот с 6000 МГц при КСВ≤2,3 до 8000 МГц при КСВ≤1,7), упрощается настройка (условно с 1 до 0,5) и существенно повышается надежность работы (условно с 0.6 до 1) в широком диапазоне рабочих температур, вибрации и мощных входных сигналах (Рвх≤300 Вт).At the same time, with the help of the introduced new fastening, it is possible not only to securely fix (fix) the curly plate before completing the adjustment of the proposed device, but also if necessary, for example, if the specified limits are not reached by agreement, i.e. according to SWR, it is possible to change the bending angles and, thus, the length of the curved plate to a small extent (without disconnecting from the workplace and without disassembling a customizable powerful broadband coaxial-waveguide transition). As a result of this, the operating frequency band is significantly expanded and matching is significantly improved (for example, the frequency band from 6000 MHz for SWR ≤ 2.3 to 8000 MHz for SWR ≤ 1.7), tuning is simplified (conditionally from 1 to 0.5) and significantly reliability increases (conditionally from 0.6 to 1) in a wide range of operating temperatures, vibration and powerful input signals (P in ≤300 W).
Подтверждением высокой надежности работы заявляемого мощного широкополосного коаксиально-волноводного перехода являются экспериментальные данные. Так в группе из 20 мощных широкополосных коаксиально-волноводных переходов, изготовленных по предлагаемому техническому решению задачи и находящихся длительное время в работе с жесткими условиями эксплуатации, изменение их электрических параметров и наличие отказов не зафиксировано. В то время, как изменения электрических параметров и наличие отказов в работе аналога - узла ВК-1 зафиксированы даже в лабораторных условиях эксплуатации и при низких (Рвх≤10 мВт) уровнях мощности входных сигналов (20 узлов ВК-1 длительно эксплуатируются в технологических целях).Confirmation of the high reliability of the claimed powerful broadband coaxial waveguide transition are experimental data. So in a group of 20 powerful broadband coaxial-waveguide junctions made according to the proposed technical solution to the problem and having been working with harsh operating conditions for a long time, there has been no change in their electrical parameters and the presence of failures. At the same time, changes in electrical parameters and the presence of failures in the operation of the analogue - VK-1 unit were recorded even under laboratory conditions and at low (P in ≤10 mW) input signal power levels (20 VK-1 nodes were used for a long time for technological purposes )
Существенные признаки заявляемого мощного широкополосного коаксиально-волноводного перехода: двухгребневая волноводная камера; коаксиальный разъем, соединенный с воздушной коаксиальной линией передачи; фигурная пластина, соединенная с центральным проводником воздушной коаксиальной линии передачи и прикрепленная другим концом двумя винтами к нижнему гребню; три подстроечных «емкостных» винта с контргайками, ввинченные внутрь двухгребневой волноводной камеры через верхнюю широкую стенку и прилегающий к ней гребень; фигурная пластина выполнена трапецеидальной формы с частично срезанными боковыми гранями и двумя удлиненными овальными отверстиями, сформована с тремя определенными углами изгибов и прикреплена узким концом через нижнее удлиненное овальное отверстие к упомянутому нижнему гребню и широким концом через верхнее удлиненное овальное отверстие к дополнительно ввинченному внутрь двухгребневой волноводной камеры опорному винту соответственно винтами с потайными головками, шайбами и гайками через дополнительно введенную проводящую трапецеидальную пластинку с зенкованными двумя отверстиями и дополнительно введенным винтом с плоской головкой, шайбой и гайкой через сквозное продольное отверстие в опорном винте с шестигранным фланцем, контргайкой и шайбой.The essential features of the claimed powerful broadband coaxial waveguide transition: a two-ribbed waveguide chamber; coaxial connector connected to an air coaxial transmission line; a figured plate connected to the central conductor of the overhead coaxial transmission line and attached at the other end by two screws to the lower ridge; three trimmer “capacitive” screws with locknuts screwed into the double-ribbed waveguide chamber through the upper wide wall and the comb adjacent to it; the figured plate is made of a trapezoidal shape with partially cut side edges and two elongated oval holes, molded with three defined bending angles and attached with a narrow end through the lower elongated oval hole to the lower crest and the wide end through the upper elongated oval hole to the additionally screwed inside the two-waveguide chamber the supporting screw, respectively, with countersunk screws, washers and nuts through an additionally inserted conductive trapezoidal plate with countersink two holes and an additionally inserted screw with a flat head, washer and nut through a through longitudinal hole in the supporting screw with a hexagon flange, locknut and washer.
В таблице 1 приведена причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом.Table 1 shows the causal relationship between the totality of the essential features of the claimed object and the achieved technical result.
Предполагаемое изобретение позволяет изготавливать мощные широкополосные с хорошим согласованием, достаточно простой настройкой и надежные в работе коаксиально-волноводные переходы к мощным широкополосным волноводным линиям передачи и к мощным широкополосным рупорным антеннам.The alleged invention allows the manufacture of powerful broadband with good agreement, fairly simple setup and reliable in operation, coaxial-waveguide transitions to powerful broadband waveguide transmission lines and powerful broadband horn antennas.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Техническая сущность и принцип действия прототипа и заявляемого мощного широкополосного коаксиально-волноводного перехода поясняются чертежами и графиками, на которых:The technical essence and principle of operation of the prototype and the claimed powerful broadband coaxial waveguide transition are illustrated by drawings and graphs, on which:
Фиг. 1 Изображен фрагмент сборочного чертежа ИБСТ.434843.003 известного широкополосного коаксиально-волноводного перехода (прототип). Настроить изготовленные по приведенному чертежу узлы КВП удалось лишь после введения в них дополнительных Г-образных проводящих пластинок из фольги (подложенных под их фигурные пластины отогнутыми концами в сторону последних и прижатых вместе с ними винтами к нижним гребням).FIG. 1 A fragment of the assembly drawing IBST.434843.003 of the known broadband coaxial waveguide junction (prototype) is shown. It was possible to configure the KVP nodes made according to the drawing only after introducing additional L-shaped conductive foil plates into them (laid under their curly plates with bent ends towards the latter and the screws pressed together with them to the lower ridges).
Фиг. 2 Изображен фрагмент сборочного чертежа заявляемого мощного широкополосного коаксиально-волноводного перехода.FIG. 2 shows a fragment of the assembly drawing of the inventive powerful broadband coaxial waveguide transition.
Фиг. 3 Изображены фотографии фигурной пластины вместе с тонкой Г-образной пластинкой к КВП прототипа (слева) и фотографии фигурной пластины вместе с проводящей трапецеидальной пластинкой с зенкованными двумя отверстиями к заявляемому мощному широкополосному коаксиально-волноводному переходу (справа). Эти фотографии наглядно показывают существенные отличия фигурной пластины предлагаемого мощного широкополосного коаксиально-волноводного перехода от фигурной пластины КВП прототипа.FIG. Figure 3 shows photographs of a figured plate together with a thin L-shaped plate for the prototype CVP (left) and photographs of a figured plate together with a conductive trapezoidal plate with two countersink counterbores to the claimed powerful broadband coaxial-waveguide junction (right). These photos clearly show the significant differences between the figured plate of the proposed powerful broadband coaxial-waveguide transition from the figured plate of the prototype CVP.
Фиг. 4 Изображены фотографии (виды слева, справа и спереди) заявляемого мощного широкополосного коаксиально-волноводного перехода (без корпуса детектора и на одном из видов без съемной верхней стенки). Эти фотографии дополнительно поясняют конструкцию заявляемого устройства.FIG. 4 Photographs (views from the left, right and front) of the claimed powerful broadband coaxial-waveguide transition (without a detector housing and in one of the views without a removable upper wall) are shown. These photos further explain the design of the claimed device.
Фиг. 5 Изображены графики измеренных значений коэффициентов стоячей волны (КСВ) и коэффициентов передачи (Кп) в диапазоне рабочих частот заявляемого мощного широкополосного коаксиально-волноводного перехода. Графики КСВ и Кп изображены соответственно внизу и вверху листа, с относящимися к ним маркерами (в прямоугольных рамках которых приведены значения частоты и измеренные значения КСВ или Кп). При этом черным цветом изображены графики и значения частоты, КСВ и Кп, относящиеся к заявляемому мощному широкополосному коаксиально-волноводному переходу. Сине-зеленым цветом изображены графики и значения частоты, КСВ и Кп, относящиеся к прототипу. Красным цветом изображены графики и значения частоты, КСВ и Кп, относящиеся к аналогу, выполненному по чертежу фиг. 1 (т.е. КВП без дополнительных Г-образных тонких пластинок из фольги). Из этих графиков убедительно видны преимущества в широкополосности и согласовании заявляемого мощного широкополосного коаксиально-волноводного перехода, предназначенного для передатчика.FIG. 5 The graphs of the measured values of the standing wave coefficients (SWR) and transmission coefficients (K p ) in the operating frequency range of the claimed powerful broadband coaxial-waveguide transition are shown. The graphs of the SWR and Kp are shown respectively at the bottom and at the top of the sheet, with the markers related to them (in the rectangular frames of which the frequency and measured values of the SWR or Kp are shown). At the same time, the graphs and frequency values, SWR and Kp, related to the claimed powerful broadband coaxial-waveguide junction are depicted in black. Blue-green color shows the graphs and frequency values, SWR and KP related to the prototype. Red color shows graphs and frequency values, SWR and KP related to the analogue made according to the drawing of FIG. 1 (i.e., CVP without additional L-shaped thin foil plates). From these graphs one can clearly see the advantages in broadband and matching of the claimed powerful broadband coaxial-waveguide junction intended for the transmitter.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Возможность практической реализации заявляемого мощного широкополосного коаксиально-волноводного перехода показана на фиг. 2.The feasibility of practical implementation of the inventive powerful broadband coaxial waveguide transition is shown in FIG. 2.
Предлагаемый мощный широкополосный коаксиально-волноводный переход состоит из: двухгребневой волноводной камеры 1 (с верхним и нижним гребнями 2 и 3 соответственно); коаксиального разъема 4 (с цангой 5, диэлектрической опорной втулкой 6, гайкой 7 и стопорными винтами 8); воздушной коаксиальной линии передачи 9 (с центральным проводником 10 и металлической оболочкой 11, являющейся продолжением корпуса КВП); фигурной пластины 12.1 (прикрепленной одним концом в пазу центрального проводника 10 штифтом и пайкой, а другим концом прикрепленной к нижнему гребню 3 двумя винтами с потайными головками 13.1 с шайбами 16.1 и гайками 19); трех (или двух) подстроечных «емкостных» винтов 14 (с контргайками 15); корпуса детектора 17; волноводного фланца 18; дополнительно введенного опорного винта 20 (с продольным сквозным отверстием в его теле и с шестигранным фланцем; а также с шайбой 21 и контргайкой 22); дополнительно введенной проводящей трапецеидальной пластинки 23 (с двумя зенкованными отверстиями под винты 13.1); дополнительно введенного прижимного винта 24 (с шайбой 25 и гайкой 26) и дополнительно введенной диэлектрической втулки 27 (являющейся опорой для другого конца центрального проводника 10 воздушной коаксиальной линии передачи 9).The proposed powerful broadband coaxial waveguide transition consists of: a two-crest waveguide chamber 1 (with upper and
Размеры сформованной фигурной пластины 12.1 для заявляемого мощного широкополосного коаксиально-волноводного перехода (на диапазон рабочих частот от 4 до 12 ГГц) - 27,8×16×3,2 мм. Фигурная пластина вырезана из листа сечением 0,5 мм и сформована с углами изгибов - 9 градусов вниз (от плоскости пластины вниз от линии перехода входного лепестка в пластину шириной 10,5 мм), затем 7 градусов вниз (от плоскости первого отогнутого отрезка (длиной 6 мм) до конца второго отогнутого отрезка (длиной 6,5 мм) и на 16 градусов вверх (т.е. параллельно плоскости упомянутого входного лепестка). Опорный винт 20 (изготовлен из латуни) имеет размеры: внешний диаметр винта - М4; внутренний диаметр отверстия - 2,2 мм и шестигранный фланец (под ключ) - 7 мм. Прижимной винт 24 имеет тонкую плоскую головку диаметром - 5 мм, диаметр винта - М2 и длину - 24 мм. Крепежные стальные винты 13.1 с потайными головками имеют диаметр - М2 и длину - 12 мм.The dimensions of the molded shaped plate 12.1 for the inventive powerful broadband coaxial waveguide transition (over the operating frequency range from 4 to 12 GHz) is 27.8 × 16 × 3.2 mm. The shaped plate is cut from a sheet with a cross section of 0.5 mm and molded with bending angles of 9 degrees down (from the plane of the plate down from the transition line of the input lobe into the plate 10.5 mm wide), then 7 degrees down (from the plane of the first bent section (
Предлагаемый мощный широкополосный коаксиально-волноводный переход работает следующим образом.The proposed powerful broadband coaxial waveguide junction operates as follows.
При подаче на входной коаксиальный разъем 4 мощности СВЧ сигнала, она, распространяясь через подключенную к нему воздушную коаксиальную линию передачи 9, доходит до внутренней плоскости задней стенки двухгребневой волноводной камеры 1 и к широкому концу фигурной пластины 12.1. Далее СВЧ мощность «растекается» по излучающим щелям, образованным между верхней поверхностью фигурной пластины 12.1 и внутренней поверхностью верхней широкой стенки двух гребневой волноводной камеры 1, а также между нижней поверхностью фигурной пластины 12.1 и внутренней поверхностью нижней широкой стенки двух гребневой волноводной камеры 1.When a microwave signal power is applied to the input
Пройдя по указанным выше излучающим щелям определенные расстояния, мощность СВЧ сигналов излучается в пространство двухгребневой волноводной камеры 1, т.е. возбуждает ее.Having passed certain distances along the radiating slots indicated above, the power of microwave signals is radiated into the space of the two-
В процессе настройки предлагаемого устройства добиваются хорошего согласования (т.е. низких значений КСВ входного коаксиального разъема Х2) в заданной полосе рабочих частот и получения при этом минимальных ослаблений проходящей мощности СВЧ сигнала внутри КВП.In the process of setting up the proposed device, good coordination is achieved (i.e., low SWR values of the input coaxial connector X2) in a given operating frequency band and thereby obtain minimal attenuation of the transmitted power of the microwave signal inside the PCB.
Настройку проводят перемещением (ввинчиванием или вывинчиванием) подстроечных «емкостных» винтов 14 с последующим стопорением их контргайками 15. При необходимости улучшения согласования (путем изменения углов изгиба и длины фигурной пластины 12.1), добиваются этого с помощью опорного винта 20 с шестигранным фланцем, контргайкой и шайбой и прижимного винта 24 с плоской головкой, шайбой 20 и гайкой 26, проходящего через удлиненное овальное отверстие фигурной пластины 12.1 и сквозное продольное отверстие опорного винта 20. При этом необходимо слегка открутить две гайки 19 крепления нижней (узкой) части фигурной пластины 12.1, ослабить гайку прижимного винта 24, открутить (на 2÷3 оборота) контргайку 22 опорного винта 20, а затем вращением за его шестигранный фланец поднять или опустить опорный винт 20. Затем в обратном порядке надежно затянуть (закрутить) контргайку 22, а затем обе гайки 19 и гайку 26, после чего измерить согласование (КСВ) и коэффициент передачи Кп (ослабление мощности) в полосе рабочих частот и при необходимости вновь подстроить предлагаемое устройство «емкостными» винтами 14.The adjustment is carried out by moving (screwing in or out) the trimmer “capacitive” screws 14 and then locking them with lock nuts 15. If necessary, improve coordination (by changing the bending angles and the length of the figured plate 12.1), this is achieved using the
Описанным выше мощным широкополосным коаксиально-волноводным переходом пользуются следующим образом: подготовить предлагаемый мощный широкополосный коаксиально-волноводный переход к работе, для чего извлечь его из штатной упаковки, снять защитные колпачки (с коаксиальных разъемов X1 и Х2) и крышку (с фланца волновода 18), установить его на соответствующем рабочем месте (соединить фланец волновода предлагаемого КВП с фланцем волноводной нагрузки (например, мощного рупора антенны) и надежно закрепить соответствующим крепежом. Затем подключить к коаксиальным разъемам X1 и Х2 соответствующие кабели от входа устройства контроля уровня подаваемой мощности и выхода усилителя мощности передатчика и приступить к работе.The powerful broadband coaxial-waveguide transition described above is used as follows: to prepare the proposed powerful wideband coaxial-waveguide transition for operation, for which it is removed from the standard package, remove the protective caps (from the coaxial connectors X1 and X2) and the cover (from the waveguide flange 18) , install it at the appropriate workplace (connect the waveguide flange of the proposed CVP with the waveguide load flange (for example, a powerful antenna horn) and securely fasten with appropriate fasteners. Then connect the corresponding cables from the input of the power level control device and the amplifier output to coaxial connectors X1 and X2 transmitter power and get started.
Литература:Literature:
1. Линии передачи сантиметровых волн.1. Transmission lines of centimeter waves.
Перевод с английского под редакцией Е.А. Ремеза Издательство «СОВЕТСКОЕ РАДИО» М. 1951 г. Стр. 366-368.Translation from English edited by E.A. Remeza Publishing House "SOVIET RADIO" M. 1951 pp. 366-368.
2. А.С. №675496 от 29.03.79 г., Н01Р 5/08 Автор - Сибиркин Е.В.2. A.S. No 675496 dated March 29, 79,
3. Широкополосный коаксиально-волноводный переход ВК-1, ИБСТ.434843.025.3. Broadband coaxial waveguide junction VK-1, IBST.434843.025.
4. Широкополосный коаксиально-волноводный переход ВКОД-23, ИБСТ.434843.003.4. Broadband coaxial waveguide junction VKOD-23, IBST.434843.003.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019129657A RU2725702C1 (en) | 2019-09-19 | 2019-09-19 | High-power broadband coaxial-waveguide junction |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019129657A RU2725702C1 (en) | 2019-09-19 | 2019-09-19 | High-power broadband coaxial-waveguide junction |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2725702C1 true RU2725702C1 (en) | 2020-07-03 |
Family
ID=71510481
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019129657A RU2725702C1 (en) | 2019-09-19 | 2019-09-19 | High-power broadband coaxial-waveguide junction |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2725702C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU879686A1 (en) * | 1979-04-23 | 1981-11-07 | Предприятие П/Я А-1836 | Coaxial wave-guide junction |
US4463324A (en) * | 1982-06-03 | 1984-07-31 | Sperry Corporation | Miniature coaxial line to waveguide transition |
US4533884A (en) * | 1983-02-23 | 1985-08-06 | Hughes Aircraft Company | Coaxial line to waveguide adapter |
SU1305802A1 (en) * | 1985-12-09 | 1987-04-23 | Предприятие П/Я А-1649 | Coaxial-waveguide junction |
RU2211508C2 (en) * | 2001-07-10 | 2003-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. акад. М.Ф. Решетнёва" | Coaxial-to-waveguide adapter |
RU2655747C1 (en) * | 2017-07-21 | 2018-05-29 | Акционерное общество "Научно-производственный центр"Вигстар" | Coaxial waveguide transition |
-
2019
- 2019-09-19 RU RU2019129657A patent/RU2725702C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU879686A1 (en) * | 1979-04-23 | 1981-11-07 | Предприятие П/Я А-1836 | Coaxial wave-guide junction |
US4463324A (en) * | 1982-06-03 | 1984-07-31 | Sperry Corporation | Miniature coaxial line to waveguide transition |
US4533884A (en) * | 1983-02-23 | 1985-08-06 | Hughes Aircraft Company | Coaxial line to waveguide adapter |
SU1305802A1 (en) * | 1985-12-09 | 1987-04-23 | Предприятие П/Я А-1649 | Coaxial-waveguide junction |
RU2211508C2 (en) * | 2001-07-10 | 2003-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. акад. М.Ф. Решетнёва" | Coaxial-to-waveguide adapter |
RU2655747C1 (en) * | 2017-07-21 | 2018-05-29 | Акционерное общество "Научно-производственный центр"Вигстар" | Coaxial waveguide transition |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW508881B (en) | Mode translating waveguide adapter for a quasi-optic grid array | |
US11303003B2 (en) | Waveguide microstrip line converter | |
JP4835850B2 (en) | Waveguide device | |
CN101383343B (en) | Wireless communication device | |
JP6143971B2 (en) | Coaxial microstrip line conversion circuit | |
US20210376438A1 (en) | Waveguide microstrip line converter and antenna device | |
JPS60500596A (en) | Adapter that combines coaxial line and waveguide | |
RU2725702C1 (en) | High-power broadband coaxial-waveguide junction | |
JP2012222438A (en) | Coaxial waveguide transformer | |
RU2626726C1 (en) | Compact 90-degree twisting in the rectangular waveguide | |
US2535251A (en) | Rotatable wave guide joint | |
JPS6255631B2 (en) | ||
KR101890363B1 (en) | Antenna apparatus | |
CN210923886U (en) | Conversion structure for millimeter wave radar circuit board radio frequency test | |
US5942944A (en) | Low loss based power divider/combiner for millimeter wave circuits | |
Sobolev et al. | Polarization-dependent TE11-to-TE11/TE01 waveguide mode converter for transmission line mode switching | |
JPH0522006A (en) | T-branched waveguide | |
JP2004015472A (en) | Resin-made waveguide and manufacturing method thereof | |
JPH07263887A (en) | Microwave circuit device | |
CN108899617A (en) | A kind of plate inactive phased array feeding network line source | |
KR102152187B1 (en) | Horn Antenna Device for Transforming into Circular Polarization | |
RU2817522C1 (en) | Waveguide-microstrip junction | |
JP2004273236A (en) | Coaxial connector for high frequency circuit | |
CN115101937B (en) | Horn feed source | |
GB803723A (en) | Improvements in or relating to aircraft antenna |