×
29.03.2019
219.016.f8ba

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ВОЛНОВОДНЫЙ ДЕЛИТЕЛЬ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
02158049
Дата охранного документа
20.10.2000
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Область применения: антенно-волноводная СВЧ-техника. Предлагается волноводный делитель, состоящий из N направленных ответвителей, объединенных единым магистральным волноводом, и имеющий N ответвленных каналов, ориентированных под углом к оси магистрального волновода и расположенных на обеих его широких стенках. Одна из широких стенок каждого ответвленного канала является общей с частью широкой стенки магистрального волновода и в ней прорезаны наклонные щели. Ответвленные каналы, примыкающие к различным стенкам магистрального волновода, сдвинуты относительно друг друга вдоль его оси. Выходы ответвленных каналов ориентированы в одну и ту же сторону от оси магистрального волновода, если наклонные щели в них наклонены к этой оси на угол 90 > α > 0, и ориентированы в противоположную сторону, если наклон щелей изменен на "отрицательный" (-90 < α < 0). Такая конструкция делителя компактна, технологична, имеет большее количество ответвленных каналов N по сравнению с односторонним широко известным вариантом и позволяет без использования уголков и изгибов менять направление ответвления СВЧ-энергии. Смещение ответвленных каналов, примыкающих к противоположным широким стенкам магистрального волновода, позволяет уменьшить взаимодействие этих каналов между собой, а изменение их угла наклона к оси магистрального волновода - стабилизировать КПД и амплитудное распределение в диапазоне частот. Благодаря размещению ответвленных каналов на обеих широких стенках магистрального волновода удается без заметного увеличения габаритов делителя не только увеличить количество каналов делителя N, но и поднять высоту магистрального волновода, одновременно улучшив электропрочность предлагаемого устройства, что является техническим результатом настоящего изобретения. 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть
α>0относительноегоосииориентированывпротивоположнуюсторонудлятехканалов,щелисвязикоторыхнаклоненынаугол-90" class = "blcSndTextValline">

Предлагаемое техническое решение относится к радиотехнической промышленности средств связи и может использоваться в волноводной, СВЧ-измерительной и антенной технике как самостоятельно, так и в составе антенных решеток.

Известен многоканальный делитель с использованием направленного ответвителя на скрещенных волноводах [см. патент США N 3518576 НКИ 333-10 от 30.06.70 г., aвт. J.A.Algeo], состоящий из N направленных ответвителей, объединенных прямоугольным магистральным волноводом, и имеющий N ответвленных волноводных каналов квадратного сечения, расположенных со стороны одной из широких стенок магистрального волновода. Две узкие щели связи в каждом направленном ответвителе ориентированы параллельно ответвленному каналу и отстоят одна от другой на расстоянии λв/4 как в магистральном, так и в ответвленном волноводах. Ответвленные каналы ориентированы под углом 90o к оси магистрального волновода.

Известен многоканальный делитель, используемый в составе системы двухстороннего последовательного возбуждения для антенной решетки [см. патент США N 3906502 НКИ 343-100SA от 16.09.75 г., авт. Т.Е. Connolly], состоящий из N направленных ответвителей, объединенных общим магистральным волноводом, и имеющий N ответвленных каналов, расположенных на одной из его широких стенок. Каналы направленных ответвителей пересекают друг друга под углом 90o и имеют общую широкую стенку с крестообразными щелями связи в ней.

Известен малогабаритный многоплечий волноводный делитель мощности [см. патент США N 5196812 НКИ 333/113, 1994 г.], состоящий из волноводных секций, связанных друг с другом по общей широкой стенке через 2 удлиненных отверстия. Входная секция разветвляет СВЧ-энергию в несколько параллельных волноводных секций аналогичной конструкции.

Наиболее близким по своей технической сущности и конструкции к предлагаемому техническому решению является многоканальный волноводный делитель [см. "Антенны и устройства СВЧ", ред. Д.И. Воскресенский, 1972 г, г. Москва изд. "Сов.радио", стр. 52, 81], состоящий из N направленных ответвителей, объединенных единым магистральным волноводом, и имеющий N ответвленных каналов, расположенных на широкой стенке магистрального волновода. Ответвленные каналы пересекают магистральный волновод под углом 90o и располагаются на одной из его широких стенок вплотную друг к другу. Элементами связи являются круглые или крестообразные отверстия. Делитель используется как самостоятельно, так и в составе коммутационной решетки с последовательным распределением мощности по отражательным фазовращателям.

Основными недостатками известного технического решения являются:
- особенности конструктивного исполнения, ограничивающие компоновочные возможности делителя и заключающиеся во взаимной ортогональности магистрального и ответвленных каналов, расположении всех направленных ответвителей только на одной из широких стенок магистрального волновода, одинаковой ориентации всех щелей и выходов ответвленных каналов;
- небольшое количество ответвленных каналов N, ограниченное длиной магистрального волновода и размерами широкой стенки ответвленного канала, малое количество щелей связи в направленных ответвителях, низкий КПД и нестабильное амплитудное распределение в диапазоне частот.

Технический результат предлагаемого решения заключается в улучшении компонуемости делителя в составе сложных систем, в повышении его технологичности, в увеличении количества ответвленных каналов до 2N практически без увеличения габаритов делителя, в снижении массы делителя в пересчете на один выходной канал, в увеличении КПД, в стабилизации амплитудного распределения в диапазоне частот и повышении электропрочности.

Широкие функциональные возможности обеспечиваются тем, что в многоканальном волноводном делителе, состоящем из N направленных ответвителей, объединенных единым магистральным волноводом, и имеющем N ответвленных волноводных каналов, ответвленные каналы ориентированы под углом к оси магистрального волновода, в том числе отличающемся от 0o и 90o, и расположены на его обеих широких стенках таким образом, что одна из широких стенок каждого ответвленного канала является общей с частью широкой стенки магистрального волновода, и в ней прорезаны наклонные щели в количестве больше двух, а ответвленные каналы, примыкающие к различным стенкам магистрального волновода, сдвинуты относительно друг друга вдоль его оси, при этом выходы ответвленных каналов ориентированы в одну и ту же сторону от продольной оси магистрального волновода для тех каналов, щели связи которых на обеих широких стенках магистрального волновода наклонены на угол 90o > α > 0o относительно его оси и ориентированы в противоположную сторону для тех каналов, щели связи которых наклонены на угол-90o < α < 0o.

Возможность реализации предлагаемого технического решения обеспечивается тем, что
- количество ответвленных каналов (N) может быть увеличено до двух раз практически без возрастания общей длины делителя при незначительном увеличении поперечных габаритов только за счет установки ответвленных каналов со стороны обеих широких стенок магистрального волновода; при этом взаимодействие направленных ответвителей, расположенных на противоположных стенках, в том числе и при больших связях, может быть сведено к минимуму за счет смещения этих ответвителей относительно друг друга вдоль оси магистрального волновода ;
- система становится технологичнее, т.к. ориентация выходов ответвленных каналов может меняться в широких пределах без использования дополнительных волноводных уголков и изгибов, а только за счет изменения угла наклона узких (с соотношением длины и ширины не менее 1, 2) щелей связи в направленных ответвителях и взаимной ориентации магистрального и ответвленных каналов;
- перечисленное многообразие конструктивных изменений может быть одновременно использовано для улучшения электрических характеристик делителя; например, за счет изменения взаимной ориентации магистрального и ответвленных каналов (при одновременном соответствующем изменении наклона узких щелей) достигается стабилизация амплитудного распределения в диапазоне частот; благодаря увеличению количества направленных ответвителей и количества наклонных щелей в области связи каждого направленного ответвителя может быть повышен КПД делителя.

Кроме того обеспечивается повышенная устойчивость к воздействию высокого уровня мощности (электропрочность), обусловленная тем, что размещение ответвленных каналов на обеих широких стенках магистрального волновода позволяет практически без увеличения поперечных габаритов делителя поднять высоту магистрального волновода почти вдвое и тем самым повысить его электропрочность.

Сущность предлагаемого технического решения будет понятна из следующего описания и приложенного к нему графического материала.

На фиг. 1 приведены фрагменты многоканального волноводного делителя с различной ориентацией ответвленных каналов, которые иллюстрируют конструктивные особенности предлагаемого технического решения:
- смещение ответвленных каналов, примыкающих к противоположным широким стенкам магистрального волновода, вдоль его оси на величину Δ d (см. фиг. 1, а);
- наклон ответвленных каналов под произвольным углом β к оси магистрального волновода (см. фиг. 1,б);
- наклонные щелевые элементы связи, в количестве больше двух, и различная их ориентация в ответвленных каналах, выходы которых ориентированы в противоположные стороны (см. фиг. 1,б);
- расположение ответвленных каналов со стороны обеих широких стенок магистрального волновода (см. фиг. 1,а, б).

На фиг. 2 показаны амплитудное распределение и КПД предлагаемого многоканального делителя 1 и его прототипа 2 в диапазоне частот.

На фиг. 3 показан многоканальный волноводный делитель:
а) прототип;
б) одна из реализаций предлагаемого технического решения.

Многоканальный волноводный делитель содержит магистральный волновод 1, ответвленные каналы 2, элементы связи 3 и нагрузки 4.

Пример конкретной реализации предлагаемого технического решения.

Магистральный волновод 1 выполнен сечением a1 x в1 = 23 х 10 мм2, а ответвленные каналы 2 (N=30) - сечением а2 х в2 = 23 х 5 мм2 и расположены на его обеих широких стенках, при этом первый ответвленный канал 2 расположен под углом 90o к оси магистрального волновода, а остальные ответвленные каналы (N= 2 - 30) ориентированы под углом 80o. На общей широкой стенке каждого ответвленного и магистрального каналов расположены 6 наклонных щелевых элементов 3, а ответвленные каналы 2, примыкающие к различным широким стенкам магистрального волновода 1, сдвинуты относительно друг друга вдоль его оси на Δ d = 11.75 мм. Выходы ответвленных каналов 2 (N = 2 - 30) ориентированы в одну сторону от оси OO', а их щели связи 3 на обеих широких стенках параллельны друг другу и наклонены к оси магистрального волновода на угол +α = + 40o, в то время как выход ответвленного первого канала 2 направлен в противоположную сторону, а наклон щелей связи 3 изменен на угол -α = -45o.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

СВЧ-энергия, поступающая на вход магистрального волновода 1 поочередно, через каждые Δ d= d/2 ответвляется в N ответвленных каналов 2: сначала в ответвленный канал, примыкающий к одной широкой стенке, затем - к другой и т. д.; при этом взаимодействие между ближайшими направленными ответвителями, расположенными на противоположных стенках, при выбранном Δ d= 11,75 мм оказывается минимальным. Ответвление СВЧ-энергии из магистрального волновода 1 осуществляется через наклонные щели 3, расположенные на общих широких стенках магистрального (1) и ответвленного (2) каналов и ориентированные таким образом, что СВЧ-сигнал в 1-метровом ответвленном канале (N=1) канализируется в противоположную сторону относительно всех других ответвленных каналов 2 (N=2-30). Это в рассматриваемом случае связано с тем, что первый канал работает независимо от основного делителя, выходы которого образуют 29 ответвленных каналов (N=2-30), и трассирует СВЧ-энергию в радиолокационный канал, расположенный сзади делителя. При этом с точки зрения удобства компоновки необходимо повернуть выход 1-го ответвленного канала в противоположную относительно остальных каналов сторону и это достигается за счет изменения ориентации в нем наклонных щелей на "отрицательный" угол без применения уголков и изгибов.

В делителе (N=2-30) размеры щелей выбираются из условия обеспечения на выходах ответвленных каналов 2 постоянного амплитудного распределения на средней частоте при КПД не хуже 0.9. В 1-м ответвленном канале 2 размеры щелей определяются требуемым уровнем СВЧ-сигнала в нем.

Изменение амплитудного распределения и КПД делителя (см. фиг. 2) в диапазоне частот минимизировано за счет выбора оптимального наклона как щелей, так и самих ответвленных каналов ( β1 = 80o).

Технико-экономические преимущества предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом заключаются в минимизации массы в пересчете на один выходной канал, в повышении технологичности изготовления и компактности конструкции многоканального делителя, в возможном увеличении до двух раз числа выходных каналов (N) без заметного увеличения габаритов, в стабилизации амплитудного распределения на выходах в диапазоне частот и увеличении КПД, в возможности повышения устойчивости делителя к воздействию высокого уровня мощности за счет увеличения высоты магистрального канала и увеличения количества щелей в области связи направленных ответвителей.

Многоканальныйволноводныйделитель,состоящийизNнаправленныхответвителей,объединенныхединыммагистральнымволноводом,иимеющийNответвленныхволноводныхканалов,отличающийсятем,чтоответвленныеканалыориентированыподугломкосимагистральноговолноводаирасположенынаегообеихширокихстенкахтак,чтооднаизширокихстеноккаждогоответвленногоканалаявляетсяобщейсчастьюширокойстенкимагистральноговолноводаивнейпрорезанынаклонныещеливколичествебольшедвух,аответвленныеканалы,примыкающиекразличнымстенкаммагистральноговолновода,сдвинутыотносительнодругдругавдольегооси,приэтомвыходыответвленныхканаловориентированыводнуитужесторонуотпродольнойосимагистральноговолноводадлятехканалов,щелисвязикоторыхнаобеихширокихстенкахмагистральноговолноводанаклоненынаугол90>α>0относительноегоосииориентированывпротивоположнуюсторонудлятехканалов,щелисвязикоторыхнаклоненынаугол-90<α<0.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-8 of 8 items.
20.03.2019
№219.016.ea62

Многослойное покрытие для укрепления и рекультивации заболоченных природных и/или техногенных грунтов и/или илистых отложений

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для укрепления слабых и заболоченных грунтов как природных, так и техногенных, промышленных отвалов и бытовых свалок, а также мест складирования обводненных, илистых, промышленных и бытовых отложений. Многослойное покрытие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002188275
Дата охранного документа: 27.08.2002
29.03.2019
№219.016.efda

Направленный ответвитель

Изобретение относится к радиотехнической промышленности средств связи и может использоваться в волноводной, СВЧ измерительной и антенной технике. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в уменьшении переходного ослабления и повышении его стабильности в диапазоне частот....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02208878
Дата охранного документа: 20.07.2003
19.04.2019
№219.017.34b7

Волноводная пленочная нагрузка

Область применения: антенно-волноводная СВЧ-техника. Предлагается миниатюрная пленочная нагрузка длиной L≤λ/8. Уменьшение продольных размеров достигнуто за счет введения в нагрузку тонкой ΔL≤0,15L поперечной диэлектрической пластины с высокой диэлектрической проницаемостью ε≥5 на которую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02185011
Дата охранного документа: 10.07.2002
29.05.2019
№219.017.6a54

Волноводный уголок

Область применения: антенно-волноводная СВЧ-техника. Предлагается волноводный уголок, состоящий из двух ортогонально ориентированных друг к другу прямоугольных волноводов (входного и выходного) с наклонным отражателем в каждом. Техническим результатом является уменьшение габаритов и массы, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02171522
Дата охранного документа: 27.07.2001
09.06.2019
№219.017.7753

Двухзондовый способ измерения фазовых сдвигов в балансном кольце

Предлагаемый двухзондовый способ измерения фазовых сдвигов в балансном кольце может использоваться в антенной и волноводной технике для проведения измерений как автономно для измерения характеристик одиночных элементов, так и в составе автоматизированных рабочих мест с высокой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002244937
Дата охранного документа: 20.01.2005
19.06.2019
№219.017.8479

Волноводный уголок

Изобретение может использоваться в волноводной, антенной и СВЧ-измерительной технике. Техническим результатом является упрощение конструкции и технологии изготовления, расширение рабочей полосы частот волноводного уголка, который обеспечивает совмещение трех функциональных элементов в одном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002267192
Дата охранного документа: 27.12.2005
19.06.2019
№219.017.847a

Волноводная нагрузка

Изобретение относится к сверхвысокочастотной (СВЧ) радиотехнике и может использоваться в волноводной, измерительной и антенной технике. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в существенном сокращении длины нагрузки при улучшении согласования и расширении рабочей полосы....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002267194
Дата охранного документа: 27.12.2005
29.06.2019
№219.017.9aff

Волноводно-щелевая антенная решетка

Изобретение относится к антенной СВЧ-технике. Техническим результатом изобретения является обеспечение одновременной работы с двумя взаимно ортогональными поляризациями на двух входах антенной решетки, увеличение кпд решетки, уменьшение толщины излучающего полотна. Технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02206157
Дата охранного документа: 10.06.2003
+ добавить свой РИД