RU2785947C1 - Adjustable high-power attenuator - Google Patents

Adjustable high-power attenuator Download PDF

Info

Publication number
RU2785947C1
RU2785947C1 RU2021138448A RU2021138448A RU2785947C1 RU 2785947 C1 RU2785947 C1 RU 2785947C1 RU 2021138448 A RU2021138448 A RU 2021138448A RU 2021138448 A RU2021138448 A RU 2021138448A RU 2785947 C1 RU2785947 C1 RU 2785947C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
waveguide
circulator
tee
matched load
arms
Prior art date
Application number
RU2021138448A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Антон Львович Гусев
Сергей Александрович Журавлев
Алексей Сергеевич Курбатский
Евгений Васильевич Манаенков
Семен Геннадьевич Смирнов
Original Assignee
Акционерное общество Центральное конструкторское бюро аппаратостроения
Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество Центральное конструкторское бюро аппаратостроения, Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" filed Critical Акционерное общество Центральное конструкторское бюро аппаратостроения
Application granted granted Critical
Publication of RU2785947C1 publication Critical patent/RU2785947C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: attenuators.
SUBSTANCE: invention relates to UHF equipment. Adjustable high-power attenuator comprises a waveguide channel, a dielectric absorber, and a movement mechanism. The attenuator includes a dual waveguide tee, one of the side arms whereof is linked with a short-circuiting switch, and the other is linked with a movable short-circuiting switch with a movement mechanism; a waveguide matched load containing a dielectric absorber and connected to one of the two remaining arms of the dual waveguide tee; and a circulator, the second arm whereof is linked with the other remaining arm of the dual waveguide tee, and the first and third arms constitute the input and output of the apparatus, respectively. The waveguide matched load can be made in the form of a high-power waveguide matched load. The circulator can be made in the form of a Y-circulator or a phase-shift circulator.
EFFECT: possibility of gradually changing the magnitude of attenuation introduced by the adjustable high-power attenuator, from the minimum value determined by the natural VSWR of the dual waveguide tee and the waveguide matched load to the maximum value determined by losses in the waveguide path of the apparatus.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике СВЧ, в частности к волноводным вспомогательным аттенюаторным устройствам, и может быть использовано в измерительных и технологических целях.The invention relates to microwave technology, in particular to waveguide auxiliary attenuator devices, and can be used for measuring and technological purposes.

Известен аттенюатор миллиметрового диапазона, содержащий отрезок круглого волновода, выполненный в виде подвижной секции, и переходы к прямоугольному волноводу на обоих концах, выполненные в виде неподвижных секций и имеющих прямоугольное поперечное сечение, в каждой секции установлена поглощающая пластина, причем в отрезке круглого волновода - по диаметру, а в переходах поглощающие пластины параллельны широким стенкам прямоугольного сечения и друг другу, при этом поглощающие пластины выполнены диэлектрическими [RU 101868 Н01Р 1/22, опубликовано 27.01.2011]. Недостатком приводимого технического решения является низкий уровень максимально допустимой мощности сигнала.Known millimeter-wave attenuator containing a segment of a circular waveguide, made in the form of a movable section, and transitions to a rectangular waveguide at both ends, made in the form of fixed sections and having a rectangular cross section, each section has an absorbing plate, and in the segment of the circular waveguide - along diameter, and in the transitions the absorbing plates are parallel to the wide walls of a rectangular cross section and to each other, while the absorbing plates are made of dielectric [RU 101868 H01P 1/22, published on 01/27/2011]. The disadvantage of the given technical solution is the low level of the maximum allowable signal power.

Также известен переменный аттенюатор сверхвысоких частот, содержащий отрезок волновода, поглотитель и механизм перемещения поглотителя [SU 566281 Н01Р 1/22, опубликовано 25.07.1977]. Недостатком приводимого технического решения является негативное влияние отражаемой волны на источник сигнала.Also known is a variable microwave attenuator containing a segment of the waveguide, an absorber and a mechanism for moving the absorber [SU 566281 H01P 1/22, published 25.07.1977]. The disadvantage of the given technical solution is the negative impact of the reflected wave on the signal source.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является переменный аттенюатор, содержащий отрезок волновода с диэлектрическим и ферромагнитным поглощающими элементами и механизм перемещения [SU 497669 Н01Р 1/22, опубликовано 30.12.1975]. Недостатками приводимого технического решения являются ограниченный уровень максимально допустимой мощности сигнала и сложная конструкция, усложняющая производство и исключающая возможность использования устройства в миллиметровом диапазоне длин волн.Closest to the claimed technical solution is a variable attenuator containing a segment of the waveguide with dielectric and ferromagnetic absorbing elements and a movement mechanism [SU 497669 H01P 1/22, published 12/30/1975]. The disadvantages of the given technical solution are the limited level of the maximum allowable signal power and a complex design that complicates production and excludes the possibility of using the device in the millimeter wavelength range.

Технической задачей предъявляемого решения является обеспечение возможности плавного изменения величины ослабления, вносимого аттенюатором высокой мощности регулируемым, в широких пределах.The technical task of the presented solution is to provide the possibility of a smooth change in the amount of attenuation introduced by a high power adjustable attenuator over a wide range.

Техническая задача решена за счет того, что аттенюатор высокой мощности регулируемый, содержащий волноводный канал, диэлектрический поглотитель и механизм перемещения также содержит двойной волноводный тройник, одно из боковых плеч которого соединено с короткозамыкателем, а другое - с подвижным короткозамыкателем с механизмом перемещения, волноводная согласованная нагрузка, содержащая диэлектрический поглотитель и подключенная к одному из двух оставшихся плеч двойного волноводного тройника, и циркулятор, первое плечо которого соединено с другим оставшимся плечом двойного волноводного тройника, а второе и третье плечи являются выходом и входом устройства.The technical problem is solved due to the fact that the adjustable high-power attenuator containing a waveguide channel, a dielectric absorber and a movement mechanism also contains a double waveguide tee, one of the side arms of which is connected to a short circuit, and the other to a movable short circuit with a movement mechanism, a waveguide matched load , containing a dielectric absorber and connected to one of the two remaining arms of the double waveguide tee, and a circulator, the first arm of which is connected to the other remaining arm of the double waveguide tee, and the second and third arms are the output and input of the device.

Волноводная согласованная нагрузка может быть выполнена в виде волноводной согласованной нагрузки высокого уровня мощности.The waveguide termination may be in the form of a high power waveguide termination.

Циркулятор может быть выполнен в виде Y-циркулятора.The circulator can be made in the form of a Y-circulator.

Циркулятор может быть выполнен в виде фазового циркулятора.The circulator can be made in the form of a phase circulator.

Заявляемое устройство обладает совокупностью существенных признаков, не известных из уровня техники для устройств подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения.The claimed device has a set of essential features that are not known from the prior art for devices of this purpose, which allows us to conclude that the invention meets the "novelty" criterion.

Также заявляемое устройство, по мнению заявителя и авторов, соответствует критерию «изобретательский уровень», так как 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.Also, the claimed device, according to the applicant and the authors, meets the criterion of "inventive step", since 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 date of application.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется при помощи рисунков, где:The essence of the proposed technical solution is explained with the help of figures, where:

- на фиг. 1 приведена электрическая принципиальная схема аттенюатора высокой мощности регулируемого при соединении циркулятора с Н-плечом двойного волноводного тройника;- in Fig. 1 is an electrical schematic diagram of a high power attenuator adjustable by connecting a circulator to the H-arm of a double waveguide tee;

- на фиг. 2 приведена электрическая принципиальная схема аттенюатора высокой мощности регулируемого при соединении циркулятора с Е-плечом двойного волноводного тройника.- in Fig. Figure 2 shows the electrical circuit diagram of a high power attenuator adjustable by connecting a circulator to the E-arm of a double waveguide tee.

Аттенюатор высокой мощности регулируемый состоит из двойного волноводного тройника 2, одно из боковых плеч которого соединено с короткозамыкателем 4, а другое - с подвижным короткозамыкателем 5 с механизмом перемещения, волноводной согласованной нагрузки 3, содержащей диэлектрический поглотитель и подключенной к одному из двух оставшихся плеч двойного волноводного тройника 2, и циркулятора I, второе плечо которого соединено с другим оставшимся плечом двойного волноводного тройника 2, а первое и третье плечи являются входом 6 и выходом 7 устройства соответственно.The high-power adjustable attenuator consists of a double waveguide tee 2, one of the side arms of which is connected to a short-circuit 4, and the other to a movable short-circuit 5 with a moving mechanism, a waveguide matched load 3 containing a dielectric absorber and connected to one of the two remaining arms of the double waveguide tee 2, and circulator I, the second arm of which is connected to the other remaining arm of the double waveguide tee 2, and the first and third arms are the input 6 and output 7 of the device, respectively.

Аттенюатор высокой мощности регулируемый работает следующим образом.High power adjustable attenuator works as follows.

Электромагнитная волна, поступающая на вход 6 аттенюатора высокой мощности регулируемого, через циркулятор 1 попадает в двойной волноводный тройник 2 и делится поровну между его боковыми плечами. При этом сигналы в боковых плечах могут быть синфазными, если циркулятор 1 присоединен к Н-плечу двойного волноводного тройника 2 (фиг. 1), или противофазными, если циркулятор 1 присоединен к Е-плечу (фиг. 2). Если длина боковых плеч равна, сигналы после отражения от короткозамыкателя 4 и подвижного короткозамыкателя 5, сложившись, вернутся в плечо, соединенное с циркулятором 1. Если же длина боковых плеч отличается на λ/4, величина фазовых набегов для сигналов в боковых плечах будет отличаться на 180°, и сигналы, сложившись, попадут в плечо, соединенное с волноводной согласованной нагрузкой 3. При разности длин плеч в диапазоне между 0 и λ/4 часть сигнала будет возвращаться в циркулятор 1, а часть - поступать на волноводную согласованную нагрузку 3. Таким образом, перемещая подвижный короткозамыкатель 5 при помощи механизма перемещения, можно управлять длиной одного из боковых плеч, и, следовательно, изменять величину мощности на выходе 7 от минимального значения, определяемого собственным коэффициентом стоячей волны по напряжению (КСВН) двойного волноводного тройника 2 и волноводной согласованной нагрузки 3, до максимального значения, определяемого потерями в волноводном тракте устройства.The electromagnetic wave entering the input 6 of the adjustable high power attenuator, through the circulator 1 enters the double waveguide tee 2 and is divided equally between its side arms. In this case, the signals in the side arms can be in-phase if the circulator 1 is connected to the H-arm of the double waveguide tee 2 (Fig. 1), or out of phase if the circulator 1 is connected to the E-arm (Fig. 2). If the length of the side arms is equal, the signals, after reflection from the short-circuit 4 and the movable short-circuit 5, will return to the arm connected to the circulator 1 after reflection. 180°, and the signals, having added up, will fall into the arm connected to the waveguide matched load 3. With a difference in the lengths of the arms in the range between 0 and λ/4, part of the signal will return to the circulator 1, and a part will go to the waveguide matched load 3. Thus Thus, by moving the movable short-circuit 5 using the movement mechanism, it is possible to control the length of one of the side arms, and, consequently, change the power value at output 7 from the minimum value determined by the intrinsic voltage standing wave ratio (VSWR) of the double waveguide tee 2 and the waveguide matched load 3, up to the maximum value determined by the losses in the waveguide path of the device.

Использование волноводной согласованной нагрузки высокой мощности в качестве волноводной согласованной нагрузки 3 увеличивает максимальную рассеиваемую мощность, и, следовательно, позволяет работать со входными сигналами высокой мощности.Using a high power waveguide termination as waveguide termination 3 increases the maximum power dissipation, and therefore allows high power input signals to be handled.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является возможность плавного изменения величины ослабления, вносимого аттенюатором высокой мощности регулируемым, от минимального значения, определяемого собственным КСВН двойного волноводного тройника и волноводной согласованной нагрузки, до максимального значения, определяемого потерями в волноводном тракте устройства. Для реализации предлагаемого устройства в условиях серийного производства нет необходимости разработки сложных технологических приспособлений и использования дорогостоящих технологических процессов.The technical result of the invention is the ability to smoothly change the amount of attenuation introduced by the adjustable high power attenuator, from the minimum value determined by the intrinsic VSWR of the double waveguide tee and the waveguide matched load, to the maximum value determined by the losses in the waveguide path of the device. To implement the proposed device in the conditions of serial production, there is no need to develop complex technological devices and use expensive technological processes.

Были изготовлены образцы аттенюатора высокой мощности регулируемого, которые подтвердили правильность и практическую реализуемость описанного технического решения. Это подтверждает соответствие данного технического решения соответствии критерию «промышленная применимость» для изобретения.Samples of a high-power adjustable attenuator were made, which confirmed the correctness and practical feasibility of the described technical solution. This confirms the compliance of this technical solution with the criterion of "industrial applicability" for the invention.

Claims (4)

1. Аттенюатор высокой мощности регулируемый, содержащий волноводный канал, диэлектрический поглотитель и механизм перемещения, отличающийся тем, что в его состав введен двойной волноводный тройник, одно из боковых плеч которого соединено с короткозамыкателем, а другое - с подвижным короткозамыкателем с механизмом перемещения, волноводная согласованная нагрузка, содержащая диэлектрический поглотитель и подключенная к одному из двух оставшихся плеч двойного волноводного тройника, и циркулятор, второе плечо которого соединено с другим оставшимся плечом двойного волноводного тройника, а первое и третье плечи являются входом и выходом устройства соответственно.1. Adjustable high-power attenuator containing a waveguide channel, a dielectric absorber and a movement mechanism, characterized in that it contains a double waveguide tee, one of the side arms of which is connected to a short circuit, and the other to a movable short circuit with a movement mechanism, waveguide matched a load containing a dielectric absorber and connected to one of the two remaining arms of the double waveguide tee, and a circulator, the second arm of which is connected to the other remaining arm of the double waveguide tee, and the first and third arms are the input and output of the device, respectively. 2. Аттенюатор высокой мощности регулируемый по п. 1, отличающийся тем, что волноводная согласованная нагрузка выполнена в виде волноводной согласованной нагрузки высокого уровня мощности.2. High power attenuator adjustable according to claim 1, characterized in that the waveguide matched load is made in the form of a waveguide matched load of a high power level. 3. Аттенюатор высокой мощности регулируемый по п. 1, отличающийся тем, что циркулятор выполнен в виде Y-циркулятора.3. High power attenuator adjustable according to claim 1, characterized in that the circulator is made in the form of a Y-circulator. 4. Аттенюатор высокой мощности регулируемый по п. 1, отличающийся тем, что циркулятор выполнен в виде фазового циркулятора.4. Adjustable high power attenuator according to claim 1, characterized in that the circulator is made in the form of a phase circulator.
RU2021138448A 2021-12-21 Adjustable high-power attenuator RU2785947C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2785947C1 true RU2785947C1 (en) 2022-12-15

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB818670A (en) * 1955-05-12 1959-08-19 Vickers Electrical Co Ltd Improvements relating to high frequency radio apparatus
US3366875A (en) * 1964-05-21 1968-01-30 Microwave Ass Microwave bridge for measuring immittances and the like
FR1572293A (en) * 1967-03-30 1969-06-27
SU497669A1 (en) * 1974-03-22 1975-12-30 Предприятие П/Я А-1067 Variable attenuator
JPS556949A (en) * 1978-06-30 1980-01-18 Fujitsu Ltd Waveguide-type variable impedance adjustor
US5585137A (en) * 1994-03-03 1996-12-17 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Apparatus and method of manufacturing fiber

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB818670A (en) * 1955-05-12 1959-08-19 Vickers Electrical Co Ltd Improvements relating to high frequency radio apparatus
US3366875A (en) * 1964-05-21 1968-01-30 Microwave Ass Microwave bridge for measuring immittances and the like
FR1572293A (en) * 1967-03-30 1969-06-27
SU497669A1 (en) * 1974-03-22 1975-12-30 Предприятие П/Я А-1067 Variable attenuator
JPS556949A (en) * 1978-06-30 1980-01-18 Fujitsu Ltd Waveguide-type variable impedance adjustor
US5585137A (en) * 1994-03-03 1996-12-17 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Apparatus and method of manufacturing fiber

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Bhattacharyya, P., Dawn, S. K., & Chattopadhyay, T. (2015). Performance of a band reject tunable microwave filter in the face of frequency-modulated interference. 2015 IEEE Bombay Section Symposium (IBSS). doi:10.1109/ibss.2015.7456651. Chattopadhyay, T., Majumder, S. D., Bhattacharyya, P., & Mondal, B. J. (2014). Design and analysis of a microwave band reject filter using a double magic tee. 2014 International Conference on Signal Processing and Communications (SPCOM). doi:10.1109/spcom.2014.6983975. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Qian et al. A broadband uniplanar microstrip-to-CPS transition
US2679631A (en) Power divider
WO2020071956A1 (en) Spiral ultra-wideband microstrip quadrature directional coupler
Diedhiou et al. Microfluidically tunable microstrip filters
KR100867129B1 (en) RF switch
RU2785947C1 (en) Adjustable high-power attenuator
US3184691A (en) Branching hybrid coupler network useful for broadband power-dividing, duplexing and frequency separation
Surdin Directive couplers in wave guides
RU2542877C2 (en) Microwave attenuator
Zhou et al. A modified UWB Wilkinson power divider using delta stub
Ball et al. Small aperture crossed waveguide broad wall directional couplers
CN104078733A (en) SIW circulator
Met Absorptive filters for microwave harmonic power
CN112216937B (en) Faraday rotary switch
RU2797265C1 (en) Waveguide switch
RU216325U1 (en) VARIABLE VSWR WAVEGUIDE LOAD
Jost et al. Comparison of hollow waveguide and dielectric fibre based SPDT switches for W-band
RU158944U1 (en) Microwave p-i-n DIODE 4-DISCHARGE PHASOR
RU2121736C1 (en) Directional coupler of shf power
Zhang et al. Waveguide-iris band-pass filter with all higher-order modes suppression
RU219414U1 (en) Waveguide Broadband Load
US3183457A (en) Ferrite power limiter duplexer
RU2490757C2 (en) Discrete transmission phase shifter
Szczepaniak et al. Microwave delay lines for analogue signal correlation
Arregui et al. Resonant quasi-periodic structure for rectangular waveguide technology with wide stopband and band-pass behavior