RU2819024C1 - Waveguide directional coupler - Google Patents
Waveguide directional coupler Download PDFInfo
- Publication number
- RU2819024C1 RU2819024C1 RU2024105600A RU2024105600A RU2819024C1 RU 2819024 C1 RU2819024 C1 RU 2819024C1 RU 2024105600 A RU2024105600 A RU 2024105600A RU 2024105600 A RU2024105600 A RU 2024105600A RU 2819024 C1 RU2819024 C1 RU 2819024C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waveguide
- section
- outputs
- holes
- adjacent wall
- Prior art date
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Область примененияApplication area
Изобретение относится к области техники диапазона сверхвысоких (СВЧ) частот, в частности к устройствам отбора мощности, может быть применено в разных отраслях радиоэлектроники как в качестве самостоятельных устройств в волноводных линиях, так и в качестве элементов радиоэлектронной аппаратуры для разделения падающих и отраженных волн, а также направленного отбора мощности из первичного канала во вторичный канал. The invention relates to the field of technology of the ultra-high frequency (microwave) frequency range, in particular to power take-off devices, can be used in various branches of radio electronics, both as independent devices in waveguide lines, and as elements of radio-electronic equipment for separating incident and reflected waves, and also directional power take-off from the primary channel to the secondary channel.
Уровень техникиState of the art
Известен волноводный направленный ответвитель (заявка US2820203A, МПК H01P5/18, опубл. 14.01.1958), который состоит из двух волноводов прямоугольного сечения, соединенных общей стенкой, на поверхности которой выполнены в два параллельных ряда отверстия круглой формы, смещенные в продольном направлении относительно друг друга на четверть длины волны. Один из выходов вторичного волноводного канала, ориентирован по направлению линий электрического поля волноводного канала. Другой выход вторичного волноводного канала окончен резистивной нагрузкой для снижения отражений электромагнитной волны, тем самым улучшая в целом, общую электромагнитную взаимосвязь первичного и вторичного каналов. A waveguide directional coupler is known (application US2820203A, IPC H01P5/18, published on January 14, 1958), which consists of two rectangular waveguides connected by a common wall, on the surface of which there are two parallel rows of circular holes, offset in the longitudinal direction relative to each other friend by a quarter wavelength. One of the outputs of the secondary waveguide channel is oriented in the direction of the electric field lines of the waveguide channel. The other output of the secondary waveguide channel is terminated with a resistive load to reduce electromagnetic wave reflections, thereby improving the overall electromagnetic coupling of the primary and secondary channels.
Недостатком данного перехода является ограниченная область применения, а именно, невозможность его применения в волноводах отечественного производства ввиду различных размеров сечений волноводного тракта. The disadvantage of this transition is its limited scope of application, namely, the impossibility of its use in domestically produced waveguides due to the different cross-sectional sizes of the waveguide path.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Основной технической задачей заявляемого изобретения является создание конструкции волноводного направленного ответвителя СВЧ мощности, применение которого возможно в волноводах отечественного производства.The main technical objective of the claimed invention is to create a design for a waveguide directional microwave power coupler, the use of which is possible in domestically produced waveguides.
Техническим результатом заявляемого решения является расширение области применения.The technical result of the proposed solution is to expand the scope of application.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Технический результат достигается за счёт того, что в волноводном направленном ответвителе, выполненном в металлическом корпусе, состоящем из основного и вспомогательного волновода прямоугольного сечения, частично соединенных по смежной стенке, корпуса которых выполнены в виде совмещенных оснований и крышки, и выходы которых выполнены в виде фланцев со сквозными отверстиями, а полученная комбинация полостей основного и вспомогательного волноводов образуют первичный и вторичный отрезки волноводных каналов, соответственно, электромагнитная связь между которыми образована при помощи сквозных отверстий связи, выполненных на смежной стенке волноводов в два ряда, и удаленных на одинаковое расстояние от оси симметрии волноводных каналов, один из выходов вторичного отрезка волноводного канала окончен резистивной нагрузкой, выполняющей функцию поглощающего элемента, согласно предложенному решению, второй из выходов вторичного отрезка волноводного канала ориентирован по направлению линий магнитного поля, отверстия в рядах сквозных отверстий связи расположены симметрично относительно оси симметрии волноводных каналов, а поглощающий элемент выполнен в виде четырехгранной призмы, в гранях которой лежат равнобедренные треугольники, при этом высота призмы равна половине длины отрезка вспомогательного волновода в корпусе, ориентированного вдоль оси смежной стенки.The technical result is achieved due to the fact that in a waveguide directional coupler, made in a metal housing, consisting of a main and auxiliary waveguide of rectangular cross-section, partially connected along an adjacent wall, the housings of which are made in the form of combined bases and a cover, and the outputs of which are made in the form of flanges with through holes, and the resulting combination of cavities of the main and auxiliary waveguides form the primary and secondary sections of waveguide channels, respectively, the electromagnetic connection between which is formed using through communication holes made on the adjacent wall of the waveguides in two rows, and removed at the same distance from the axis of symmetry waveguide channels, one of the outputs of the secondary section of the waveguide channel is terminated with a resistive load that performs the function of an absorbing element, according to the proposed solution, the second of the outputs of the secondary section of the waveguide channel is oriented in the direction of the magnetic field lines, the holes in the rows of through communication holes are located symmetrically relative to the axis of symmetry of the waveguide channels , and the absorbing element is made in the form of a tetrahedral prism, the faces of which contain isosceles triangles, and the height of the prism is equal to half the length of the segment of the auxiliary waveguide in the housing, oriented along the axis of the adjacent wall.
В частном случае выполнения, в волноводном направленном ответвителе выходные фланцы выполнены прямоугольной формы.In a particular case of implementation, in a waveguide directional coupler, the output flanges are made of a rectangular shape.
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан местный продольный разрез основных составляющих элементов заявляемой конструкции; на фиг. 2 показан вид вторичного отрезка волноводного канала, элементов связи и выходов первичного отрезка волноводного канала; на фиг. 3 показан вид первичного отрезка волноводного канала и элементов связи. В таблицах 1 и 2 (см. в графич. части) представлены характеристики заявляемого устройства, соответствующие уровню ответвления в минус 15 дБ и минус 40 дБ, соответственно.The claimed invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows a local longitudinal section of the main constituent elements of the proposed design; in fig. Figure 2 shows a view of the secondary section of the waveguide channel, communication elements and outputs of the primary section of the waveguide channel; in fig. Figure 3 shows a view of the primary section of the waveguide channel and communication elements. Tables 1 and 2 (see graphic part) present the characteristics of the proposed device corresponding to a branch level of minus 15 dB and minus 40 dB, respectively.
1 – участок электромагнитной связи между первичным и вторичным волноводными каналами;1 – section of electromagnetic connection between the primary and secondary waveguide channels;
2 – выход вторичного отрезка волноводного канала;2 – output of the secondary section of the waveguide channel;
3 – выход первичного отрезка волноводного канала;3 – output of the primary section of the waveguide channel;
4 – выход первичного отрезка волноводного канала;4 – output of the primary section of the waveguide channel;
5 – крышка вторичного отрезка волноводного канала;5 – cover of the secondary section of the waveguide channel;
6 – корпус первичного и вторичного отрезков волноводных каналов;6 – housing of the primary and secondary sections of waveguide channels;
7 – крышка первичного отрезка волноводного канала;7 – cover of the primary section of the waveguide channel;
8 – элемент поглощения электромагнитной волны;8 – electromagnetic wave absorption element;
9 – винты для фиксации крышек;9 – screws for fixing the covers;
10 – отверстия связи;10 – connection holes;
11 – смежная стенка первичного и вторичного отрезков волноводных каналов;11 – adjacent wall of the primary and secondary sections of waveguide channels;
12 – вторичный отрезок волноводного канала;12 – secondary section of the waveguide channel;
13 – первичный отрезок волноводного канала;13 – primary section of the waveguide channel;
14 – фланцевые поверхности корпуса;14 – flange surfaces of the body;
15 – фланцевая поверхность крышки вторичного отрезка волноводного канала;15 – flange surface of the cover of the secondary section of the waveguide channel;
16 – фланцевая поверхность крышки первичного отрезка волноводного канала;16 – flange surface of the cover of the primary section of the waveguide channel;
17 – отверстия на фланцевой поверхности.17 – holes on the flange surface.
Осуществление изобретенияCarrying out the invention
Изобретение представляет собой волноводный направленный ответвитель, образованный металлическим корпусом, состоящим из двух отрезков волноводного канала определенной длины, связанных между собой по широкой смежной стенке корпуса, на торцевых поверхностях которого имеются фланцевые поверхности прямоугольного сечения. Первичный отрезок 13 волноводного канала состоит из: крышки 7, на торцах которой выполнены фланцевые поверхности 16 прямоугольной формы со сквозными отверстиями 17 круглой формы. Крышка 7, в свою очередь, прижимается фиксирующими винтами 9 к корпусу 6, образуя тем самым первичный отрезок 13 волноводного канала прямоугольного сечения, на торцах которого образуются выходы 3 и 4, соответственно. Вторичный отрезок 12 волноводного канала включает в себя крышку 5, имеющую форму прямоугольного параллелепипеда, которая прижимается фиксирующими винтами 9 к корпусу 6, образуя тем, самым вторичный отрезок 12 волноводного канала прямоугольного сечения. Стоит указать на то, что торцевой выход 2 вторичного отрезка 12 волноводного канала, также имеющего фланцевые поверхности прямоугольной формы 14 и 15, ориентирован по направлению линий магнитного поля.The invention is a waveguide directional coupler formed by a metal housing consisting of two sections of a waveguide channel of a certain length, interconnected along a wide adjacent wall of the housing, on the end surfaces of which there are flange surfaces of rectangular cross-section. The primary section 13 of the waveguide channel consists of: a cover 7, at the ends of which there are rectangular flange surfaces 16 with round through holes 17. The cover 7, in turn, is pressed by the fixing screws 9 to the body 6, thereby forming the primary section 13 of the waveguide channel of rectangular cross-section, at the ends of which outputs 3 and 4 are formed, respectively. The secondary section 12 of the waveguide channel includes a cover 5 having the shape of a rectangular parallelepiped, which is pressed with fixing screws 9 to the body 6, thereby forming a secondary section 12 of the waveguide channel of rectangular cross-section. It is worth pointing out that the end output 2 of the secondary section 12 of the waveguide channel, which also has rectangular flange surfaces 14 and 15, is oriented in the direction of the magnetic field lines.
Электромагнитная связь между отрезками первичного 13 и вторичного 12 волноводных каналов, образуется при помощи участка связи 1 с отверстиями связи 10, расположенными в два параллельных ряда на смежной стенке 11 по отношению друг к другу и направленными вдоль оси симметрии. Согласование первичного 13 и вторичного 12 отрезков волноводного канала осуществляется при помощи поглощающего элемента 8, который устанавливается на внутреннюю торцевую поверхность выхода во вторичном отрезке 12 волноводного канала. Поглощающий элемент 8 выполнен в виде четырехгранной призмы, в гранях которой лежат равнобедренные треугольники, при этом высота призмы равна половине длины отрезка вспомогательного волновода в корпусе, ориентированного вдоль оси смежной стенки.The electromagnetic connection between the sections of the primary 13 and secondary 12 waveguide channels is formed using a connection section 1 with connection holes 10 located in two parallel rows on the adjacent wall 11 in relation to each other and directed along the axis of symmetry. The matching of the primary 13 and secondary 12 sections of the waveguide channel is carried out using an absorbing element 8, which is installed on the inner end surface of the output in the secondary section 12 of the waveguide channel. The absorbing element 8 is made in the form of a tetrahedral prism, the faces of which contain isosceles triangles, and the height of the prism is equal to half the length of the segment of the auxiliary waveguide in the housing, oriented along the axis of the adjacent wall.
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
Поступившая электромагнитная волна H10 на выход 3 первичного волноводного канала, распространяется по нему в продольном направлении, и, проходя через участок электромагнитной связи 1, возбуждает две волны, равные по амплитуде и противоположные по фазе на отверстиях связи 10. В результате чего, внутри вторичного отрезка волноводного канала 2, также возникает электромагнитная волна H10, распространяющаяся в обе стороны от отверстий связи 10 вдоль всего канала. Волны, распространяющиеся от отверстий связи 10 в направлении, противоположном направлению распространения СВЧ-сигнала, складываются противофазно, и их амплитуды вычитаются. Волны, распространяющиеся от отверстий связи 10 в направлении, совпадающим с распространением СВЧ-сигнала, поступают на выход 2 вторичного отрезка волноводного канала 12. The arriving electromagnetic wave H 10 at output 3 of the primary waveguide channel propagates along it in the longitudinal direction, and, passing through the electromagnetic coupling section 1, excites two waves, equal in amplitude and opposite in phase at the coupling holes 10. As a result, inside the secondary section of the waveguide channel 2, an electromagnetic wave H 10 also arises, propagating in both directions from the communication holes 10 along the entire channel. The waves propagating from the coupling holes 10 in the direction opposite to the direction of propagation of the microwave signal are added in antiphase, and their amplitudes are subtracted. Waves propagating from the communication holes 10 in the direction coinciding with the propagation of the microwave signal arrive at output 2 of the secondary section of the waveguide channel 12.
Заявляемая конструкция волноводного ответвителя подходит для применения в волноводах отечественного производства, что подтверждает заявляемый результат наряду с обеспечением оптимальных значений уровня направленности и уровня возвратных потерь волноводных выходов.The inventive design of the waveguide coupler is suitable for use in domestically produced waveguides, which confirms the claimed result along with ensuring optimal values of the directivity level and the level of return losses of the waveguide outputs.
В таблицах 1, 2 (см. в графич. части) показаны характеристики заявляемых устройств, полученные при их работе, соответственно, с обеспечением по ответвлению минус 15 дБ и минус 40 дБ, соответственно, что подтверждает возможность его применения в волноводах отечественного производства.Tables 1, 2 (see graphic part) show the characteristics of the claimed devices, obtained during their operation, respectively, with the provision of a branch of minus 15 dB and minus 40 dB, respectively, which confirms the possibility of its use in domestically produced waveguides.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2819024C1 true RU2819024C1 (en) | 2024-05-08 |
Family
ID=
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2558385A (en) * | 1946-01-07 | 1951-06-26 | Edward M Purcell | Branch guide coupler |
| US2632809A (en) * | 1947-11-05 | 1953-03-24 | Raytheon Mfg Co | Directional coupler |
| US2820203A (en) * | 1954-03-18 | 1958-01-14 | Sperry Rand Corp | Directional couplers |
| US2871452A (en) * | 1953-04-23 | 1959-01-27 | Hewlett Packard Co | Broad band waveguide directional coupler |
| US3230482A (en) * | 1963-10-28 | 1966-01-18 | Seymour B Cohn | Compact directional coupler |
| JPS53113454A (en) * | 1977-03-14 | 1978-10-03 | Nec Corp | Directional coupler of waveguide type |
| SU987724A1 (en) * | 1981-01-19 | 1983-01-07 | Предприятие П/Я А-7306 | Waveguide load |
| RU96291U1 (en) * | 2010-04-01 | 2010-07-20 | Открытое Акционерное Общество "Научно Производственный Комплекс "ТРИСТАН" (ОАО "НПК "ТРИСТАН" Таганрогское отделение) | BROAD DIRECTIONAL TAP |
| JP2012109883A (en) * | 2010-11-19 | 2012-06-07 | Furuno Electric Co Ltd | Waveguide type terminator, and radar device |
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2558385A (en) * | 1946-01-07 | 1951-06-26 | Edward M Purcell | Branch guide coupler |
| US2632809A (en) * | 1947-11-05 | 1953-03-24 | Raytheon Mfg Co | Directional coupler |
| US2871452A (en) * | 1953-04-23 | 1959-01-27 | Hewlett Packard Co | Broad band waveguide directional coupler |
| US2820203A (en) * | 1954-03-18 | 1958-01-14 | Sperry Rand Corp | Directional couplers |
| US3230482A (en) * | 1963-10-28 | 1966-01-18 | Seymour B Cohn | Compact directional coupler |
| JPS53113454A (en) * | 1977-03-14 | 1978-10-03 | Nec Corp | Directional coupler of waveguide type |
| SU987724A1 (en) * | 1981-01-19 | 1983-01-07 | Предприятие П/Я А-7306 | Waveguide load |
| RU96291U1 (en) * | 2010-04-01 | 2010-07-20 | Открытое Акционерное Общество "Научно Производственный Комплекс "ТРИСТАН" (ОАО "НПК "ТРИСТАН" Таганрогское отделение) | BROAD DIRECTIONAL TAP |
| JP2012109883A (en) * | 2010-11-19 | 2012-06-07 | Furuno Electric Co Ltd | Waveguide type terminator, and radar device |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| https://web.archive.org/web/20230204061019/https://www.miwv.com/waveguide-type-h-plane-directional-couplers/ 04.02.2023. * |
| Jain, Y.M., Dixit, H.V., Jadhav, A.R., Cheeran, A.N., Gupta, V.N. & Sharma, P.K. (2015). A multiphysics investigation of RF dry loads. 2015 IEEE Bombay Section Symposium (IBSS). doi:10.1109/ibss.2015.7456664. * |
| Щуров В.В., Павлов С.В., Хорошилов Е.В. ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ВОЛНОВОДНЫЙ НАПРАВЛЕННЫЙ ОТВЕТВИТЕЛЬ СВЧ ДИАПАЗОНА // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. 2020. 1-1. С. 260-261. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5678314B2 (en) | Miniature excitation assembly for generating circularly polarized light in an antenna and method of manufacturing such a small excitation assembly | |
| JP4111237B2 (en) | Waveguide corner and radio equipment | |
| US6118978A (en) | Transverse-electric mode filters and methods | |
| CA2118901C (en) | Planar variable power divider | |
| Surdin | Directive couplers in wave guides | |
| RU2819024C1 (en) | Waveguide directional coupler | |
| JP5600359B2 (en) | Dual-band microwave radiating element | |
| CN111900513B (en) | Orthogonal mode converter, antenna device and communication system | |
| US2975381A (en) | Duplexers | |
| KR101215168B1 (en) | Orthomode transducer using trapezoidal waveguide | |
| US4904966A (en) | Suspended substrate elliptic rat-race coupler | |
| US3845415A (en) | Channel diplexer wherein coupling apertures balance and cancel out undesired modes | |
| US3852689A (en) | Waveguide couplers | |
| WO1984001472A1 (en) | Millimeter-wave phase shifting device | |
| KR101734903B1 (en) | High efficiency and high power RF radial combiner with N-way input ports | |
| KR100435811B1 (en) | Non-radiative hybrid dielectric line transition and apparatus incorporating the same | |
| GB810057A (en) | Improvements in wide-band directional waveguide couplers | |
| RU2703605C1 (en) | Waveguide polarization selector with reduced longitudinal size | |
| CN114709584A (en) | Ultra-wideband radial power divider based on circularly polarized TE11 mode | |
| US3965446A (en) | Surface acoustic wave filter | |
| US3537037A (en) | Crossed guide microwave coupler | |
| RU2286623C1 (en) | Uhf switch | |
| JPS63245102A (en) | Directional coupler | |
| RU169535U1 (en) | Wave Exciter TE01 | |
| JPH0575201B2 (en) |