×
13.01.2017
217.015.7394

КОЛЕБАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА НА ОСНОВЕ КОАКСИАЛЬНОГО КЕРАМИЧЕСКОГО РЕЗОНАТОРА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области СВЧ-техники и может быть использовано в составе полосно-пропускающих фильтров приемных и передающих устройств и в транзисторных автогенераторах. В заявленной колебательной системе на основе коаксиального керамического резонатора для устранения эквидистантности собственных частот коаксиальный керамический резонатор выполнен составным из двух отрезков коаксиальных линий с равными диаметрами наружного и внутреннего проводников, причем отрезки изготовлены из керамических материалов с разными диэлектрическими проницаемостями и равными электрическими длинами, один из отрезков короткозамкнут на конце, а соединенные друг с другом открытые концы в области стыка гальванически связаны по внутренним и наружным проводникам. Техническим результатом предложенного изобретения является возможность построения малогабаритной колебательной системы с неэквидистантным расположением собственных частот для построения полосно-пропускающих фильтров без паразитных полос пропускания вблизи нечетных значений частот, кратных низшей собственной частоте резонатора, и транзисторных автогенераторов без паразитных сигналов на нечетных гармониках основного сигнала. 7 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области СВЧ-техники и может быть использовано в составе полосно-пропускающих фильтров приемных и передающих устройств и транзисторных автогенераторах.

Известна колебательная система на основе четвертьволнового коаксиального керамического резонатора (прототип), используемая в полосно-пропускающих фильтрах и автогенераторах [1]. Конструктивно коаксиальный керамический резонатор представляет собой круглую втулку, все поверхности которой, кроме одного торца, покрыты серебром. Коаксиальные керамические резонаторы имеют малые габариты и массу, высокую механическую прочность и температурную стабильность. На их основе проектируются малогабаритные полосно-пропускающие фильтры и стабилизированные транзисторные автогенераторы СВЧ-диапазона [2]. Однако наличие эквидистантных собственных частот коаксиальных керамических резонаторов приводит к появлению в амплитудно-частотной характеристике полосно-пропускающих фильтров полос прозрачности вблизи нечетных гармоник основного сигнала на частотах (2n+1)f0, а в автогенераторе - к паразитным автоколебаниям на нечетных гармониках основного сигнала.

Задача исключения этих недостатков в полосно-пропускающих фильтрах решается установкой фильтров низких частот или режекторных фильтров, настроенных на подавление полос прозрачности на частотах, кратных нечетным значениям центральной частоты АЧХ. Данный метод приводит к необходимости разработки дополнительных частотно-избирательных СВЧ-устройств, увеличивает габариты и массу приборов.

Задача исключения паразитных автоколебаний в транзисторных автогенераторах решается за счет создания условий самовозбуждения только на основной частоте. Данный метод обеспечивается, как правило, за счет введения частотно-избирательных цепей в обратную связь или связь с нагрузкой.

Известна колебательная система на основе воздушного резонатора, образованного коаксиальной линией со ступенчатой нерегулярностью в наружном или внутреннем проводнике с неэквидистантным расположением собственных частот [3]. Данные резонаторы имеют значительные габариты и массу, низкую механическую прочность и высокую трудоемкость изготовления. Построение на их основе полосно-пропускающих фильтров и транзисторных автогенераторов приводит к значительным по сравнению с полосно-пропускающими фильтрами и автогенераторами на коаксиальных керамических резонаторах габаритам и массе.

Техническим результатом предложенного изобретения является возможность построения малогабаритной колебательной системы с неэквидистантным расположением собственных частот для построения полосно-пропускающих фильтров без паразитных полос пропускания вблизи нечетных значений частот, кратных низшей собственной частоте резонатора, и транзисторных автогенераторов без паразитных сигналов на нечетных гармониках основного сигнала.

Технический результат достигается тем, что в колебательной системе на основе коаксиального керамического резонатора для устранения эквидистантности собственных частот коаксиальный керамический резонатор выполнен составным из двух отрезков коаксиальных линий с равными диаметрами наружного и внутреннего проводников, причем отрезки изготовлены из керамических материалов с разными диэлектрическими проницаемостями и равными электрическими длинами, один из отрезков короткозамкнут на конце, а соединенные друг с другом открытые концы в области стыка гальванически связаны по внутренним и наружным проводникам.

Изобретение поясняется следующими рисунками:

Фигура 1. Колебательная система на основе коаксиального керамического резонатора.

Фигура 2. График расстановки собственных частот коаксиального керамического резонатора при основной частоте f0=1 ГГц.

Фигура 3. Колебательная система на основе коаксиального воздушного резонатора со ступенчатой нерегулярностью внутреннего (а) и внешнего (б) проводника.

Фигура 4. График расстановки собственных частот колебательной системы на основе коаксиального воздушного резонатора со ступенчатой нерегулярностью.

Фигура 5. Предлагаемая колебательная система на основе составного коаксиального керамического резонатора.

Фигура 6. Графики зависимостей относительного отклонения второй резонансной частоты составного коаксиального керамического резонатора от отношения электрических длин отрезков закороченной и разомкнутой коаксиальных линий для εаb=0.4 (а) и εаb=2.5 (б) при основной частоте f0=1 ГГц.

Фигура 7. Графики расстановки собственных частот колебательных системы на основе составного коаксиального керамического резонатора для εab=0.4 (а) и εаb=2.5 (б), при основной частоте f0=1 ГГц.

На фигуре 1 показан внешний вид колебательной системы на основе коаксиального керамического резонатора. Геометрическая длина коаксиального керамического резонатора l определяет спектр собственных колебаний как

где ω - частота, µ0 и ε0 - магнитная и электрическая постоянные, ε - относительная диэлектрическая проницаемость керамического материала.

На фигуре 2 показана расстановка собственных частот коаксиального керамического резонатора, каждая из которых определяется как

На фигуре 3 показана колебательная система на основе коаксиального воздушного резонатора со ступенчатой нерегулярностью внутреннего (а) и внешнего (б) проводника. Геометрическая длина отрезков коаксиальных линий и параметр нерегулярности m определяют спектр собственных колебаний как [3]

где lа и lb - длины короткозамкнутого и разомкнутого отрезков коаксиальной линии, Wa и Wb - волновые сопротивления, m=Wa/Wb - параметр нерегулярности, с - скорость света.

На фигуре 4 показана расстановка собственных частот коаксиального воздушного резонатора со ступенчатой нерегулярностью, каждая из которых определяется при решении трансцендентного уравнения резонанса (3).

На фигуре 5 показана предлагаемая колебательная система на основе коаксиального керамического резонатора, выполненного составным из отрезков закороченной и разомкнутой коаксиальных линий. Геометрическая длина закороченного lа и разомкнутого lb отрезков коаксиальных линий и отношение их относительных диэлектрических проницаемостей εа и εb определяют спектр собственных колебаний как

На фигуре 6 показаны зависимости относительного отклонения второй резонансной частоты составного коаксиального керамического резонатора Δ=(3f0-f1)/f0 от отношения электрических длин отрезков закороченной и разомкнутой коаксиальных линий для εab=0.4 (а) и εаb=2.5 (б) при основной частоте f0=1 ГГц. Таким образом, можно видеть, что максимальное отклонение второй резонансной частоты составного коаксиального керамического резонатора достигается при равенстве электрических длин отрезков закороченной и разомкнутой коаксиальных линий, являющихся составными частями составного коаксиального керамического резонатора.

На фигуре 7 показаны расстановки собственных частот колебательных систем на основе составного коаксиального керамического резонатора, построенных из отрезков закороченной и разомкнутой коаксиальных линий равной электрической длины для εаb=0.4 (а) и εаb=2.5 (б), каждая из которых определяется как

где

Применение составного коаксиального керамического резонатора позволяет обеспечить неэквидистантную расстановку собственных частот колебательной системы, ее малые габариты и массу, высокую температурную стабильность и механическую прочность, удобство включения в микрополосковые схемы полосно-пропускающих фильтров и стабилизированных транзисторных автогенераторов, улучшение фильтрующих свойств существующих полосно-пропускающих фильтров и стабилизированных транзисторных автогенераторов на основе коаксиальных керамических резонаторов за счет замены коаксиальных керамических резонаторов на составные коаксиальные керамические резонаторы без изменения способов установки в схемы этих устройств при сохранении параметров устройств на основной частоте.

Литература

1. ВЧ- и СВЧ-керамические материалы и микроволновые элементы. Каталог продукции. Санкт-Петербург. ООО «Керамика». 2004.

2. В.А. Козлов, А.Л. Кунилов, Ю.А. Светлаков, А.Ю. Седаков, Л.С. Ухватова, Д.Р. Шишкин. Применение коаксиальных керамических резонаторов в устройствах СВЧ-диапазона. Антенны и функциональные узлы СВЧ- и КВЧ-диапазонов. Методы расчета и технология изготовления / под ред. А.Ю. Седакова. М., «Радиотехника», 2011. С. 98-103.

3. Б.С. Воинов. Широкодиапазонные колебательные системы СВЧ. М., Изд-во «Сов. радио», 1973.

Колебательная система на основе коаксиального керамического резонатора, отличающаяся тем, что для устранения эквидистантности собственных частот коаксиальный керамический резонатор выполнен составным из двух отрезков коаксиальных линий с равными диаметрами наружного и внутреннего проводников, причем отрезки изготовлены из керамических материалов с разными диэлектрическими проницаемостями и равными электрическими длинами, один из отрезков короткозамкнут на конце, а соединенные друг с другом открытые концы в области стыка гальванически связаны по внутренним и наружным проводникам.
КОЛЕБАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА НА ОСНОВЕ КОАКСИАЛЬНОГО КЕРАМИЧЕСКОГО РЕЗОНАТОРА
КОЛЕБАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА НА ОСНОВЕ КОАКСИАЛЬНОГО КЕРАМИЧЕСКОГО РЕЗОНАТОРА
КОЛЕБАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА НА ОСНОВЕ КОАКСИАЛЬНОГО КЕРАМИЧЕСКОГО РЕЗОНАТОРА
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 88 items.
20.01.2013
№216.012.1cd2

Гальванопластический способ изготовления сложно-рельефных элементов антенно-фидерных устройств

Изобретение относится к гальванопластике и может быть использовано для изготовления элементов антенно-фидерных устройств повышенной сложности. Гальванопластический способ включает использование форм из алюминия или его сплавов и гальваническое нанесение на формы никеля с последующим их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472872
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.2137

Способ изготовления многоуровневых тонкопленочных микросхем

Изобретение относится к области изготовления микросхем и может быть использовано для изготовления многоуровневых тонкопленочных гибридных интегральных схем и анизотропных магниторезистивных преобразователей. Технический результат - упрощение технологии изготовления микросхем и повышение их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474004
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.218e

Способ герметизации трубчатых электронагревателей

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении трубчатых электронагревателей. Технический результат изобретения заключается в увеличении надежности герметизации и срока службы ТЭН, а также снижении трудоемкости и ускорении процесса герметизации. В способе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474091
Дата охранного документа: 27.01.2013
20.02.2013
№216.012.288d

Способ герметизации волноводных свч-устройств

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для герметизации антенных, волноводных, невзаимных и прочих СВЧ-систем. В способе герметизации волноводных СВЧ-устройств весь внутренний объем устройств после монтажа внутренних элементов заполняют гранулами пенополистирола,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475901
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.03.2013
№216.012.3171

Способ оперативного определения коэффициента сжимаемости газов и их смесей

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано на замерных узлах газодобывающих и газотранспортных предприятий, при проведении исследований физических свойств газов и их смесей (в частности, топливных природных и попутных нефтяных) и в других случаях, где необходимо...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478195
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.04.2013
№216.012.3bc4

Способ определения коэффициента относительной эффективности и эквивалентной дозы источника рентгеновского излучения

Изобретение относится к области измерительной техники. Технический результат - получение в реальном масштабе времени величины коэффициента относительной эффективности и эквивалентной дозы источника рентгеновского излучения, что позволяет по известной зависимости для транзисторов оценить...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480861
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.05.2013
№216.012.3e76

Способ навигации движущихся объектов

Изобретение относится к области навигации движущихся объектов (ДО) и может быть использовано при построении различных систем локации, предназначенных для уточнения местоположения любых ДО и управления их движением. Сущность: используют эталонную карту местности. Выбирают в ее пределах реперный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481557
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3eb4

Устройство резервирования

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении надежных вычислительно-управляющих систем. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей, упрощении и повышении надежности устройства резервирования. Такой результат достигается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481619
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.06.2013
№216.012.4906

Способ снижения заброса частоты вращения вала нагнетателя газоперекачивающего агрегата при помпаже нагнетателя

Изобретение относится к области эксплуатации газоперекачивающих агрегатов на компрессорных станциях в системе магистральных газопроводов и может использоваться в системах автоматического управления газоперекачивающими агрегатами (САУ ГПА). Способ снижения заброса частоты вращения вала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484274
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4e64

Высокотемпературный коаксиальный кабельный разъем

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в кабельных соединениях аппаратуры, подвергающейся воздействию повышенных температур. Разъем содержит узел подключения к прибору, промежуточный коаксиальный узел, узел присоединения кабеля, внутренний проводник и внешний проводник,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485650
Дата охранного документа: 20.06.2013
Showing 1-10 of 75 items.
20.01.2013
№216.012.1cd2

Гальванопластический способ изготовления сложно-рельефных элементов антенно-фидерных устройств

Изобретение относится к гальванопластике и может быть использовано для изготовления элементов антенно-фидерных устройств повышенной сложности. Гальванопластический способ включает использование форм из алюминия или его сплавов и гальваническое нанесение на формы никеля с последующим их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472872
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.2137

Способ изготовления многоуровневых тонкопленочных микросхем

Изобретение относится к области изготовления микросхем и может быть использовано для изготовления многоуровневых тонкопленочных гибридных интегральных схем и анизотропных магниторезистивных преобразователей. Технический результат - упрощение технологии изготовления микросхем и повышение их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474004
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.218e

Способ герметизации трубчатых электронагревателей

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении трубчатых электронагревателей. Технический результат изобретения заключается в увеличении надежности герметизации и срока службы ТЭН, а также снижении трудоемкости и ускорении процесса герметизации. В способе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474091
Дата охранного документа: 27.01.2013
20.02.2013
№216.012.288d

Способ герметизации волноводных свч-устройств

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для герметизации антенных, волноводных, невзаимных и прочих СВЧ-систем. В способе герметизации волноводных СВЧ-устройств весь внутренний объем устройств после монтажа внутренних элементов заполняют гранулами пенополистирола,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475901
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.03.2013
№216.012.3171

Способ оперативного определения коэффициента сжимаемости газов и их смесей

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано на замерных узлах газодобывающих и газотранспортных предприятий, при проведении исследований физических свойств газов и их смесей (в частности, топливных природных и попутных нефтяных) и в других случаях, где необходимо...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478195
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.04.2013
№216.012.3bc4

Способ определения коэффициента относительной эффективности и эквивалентной дозы источника рентгеновского излучения

Изобретение относится к области измерительной техники. Технический результат - получение в реальном масштабе времени величины коэффициента относительной эффективности и эквивалентной дозы источника рентгеновского излучения, что позволяет по известной зависимости для транзисторов оценить...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480861
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.05.2013
№216.012.3e76

Способ навигации движущихся объектов

Изобретение относится к области навигации движущихся объектов (ДО) и может быть использовано при построении различных систем локации, предназначенных для уточнения местоположения любых ДО и управления их движением. Сущность: используют эталонную карту местности. Выбирают в ее пределах реперный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481557
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3eb4

Устройство резервирования

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении надежных вычислительно-управляющих систем. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей, упрощении и повышении надежности устройства резервирования. Такой результат достигается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481619
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.06.2013
№216.012.4906

Способ снижения заброса частоты вращения вала нагнетателя газоперекачивающего агрегата при помпаже нагнетателя

Изобретение относится к области эксплуатации газоперекачивающих агрегатов на компрессорных станциях в системе магистральных газопроводов и может использоваться в системах автоматического управления газоперекачивающими агрегатами (САУ ГПА). Способ снижения заброса частоты вращения вала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484274
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4e64

Высокотемпературный коаксиальный кабельный разъем

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в кабельных соединениях аппаратуры, подвергающейся воздействию повышенных температур. Разъем содержит узел подключения к прибору, промежуточный коаксиальный узел, узел присоединения кабеля, внутренний проводник и внешний проводник,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485650
Дата охранного документа: 20.06.2013
+ добавить свой РИД