ВОЛНОВОДНАЯ НАГРУЗКА

Представленная полезная модель относится к области радиотехники и может использоваться в волноводных трактах для поглощения волноводной энергии.
В СВЧ волноводах для поглощения паразитного излучения используются детали, выполненные из ферроэпоксидного материала. Поглощающий элемент может быть выполнен в виде клина, профиль рабочей поверхности которого выполняется по экспоненциальному закону для наилучшего согласования с волноводным трактом и равнораспределенного поглощения мощности в нагрузке. Со стороны входного канала поглощающий элемент должен иметь минимальную толщину (тонкую кромку). Эффективность поглощения СВЧ излучения зависит от плотности прилегания плоской поверхности тонкой кромки «клина» к стенке волновода. При этом прибор работает в жестких условиях повышенной вибрации, поэтому для предотвращения разрушения рабочей кромки поглощающего элемента, он приклеивается к широкой стенке волновода.
Известна волноводная нагрузка [1], содержащая поглотитель, отражатель и механизм их перемещения, при этом отражатель плотно закреплен на поглотителе, выполненном в форме кругового прямого конуса и установленном с возможностью вращательного и поступательного движения.
К недостаткам данной волноводной нагрузки можно отнести сложность конструкции механизма и недостаточная надежность обеспечения эффективности поглощения СВЧ излучения за счет слабого контакта поглощающей нагрузки с волноводом и снижения виброустойчивости конструкции.
Известно техническое решение по патенту на полезную модель №RU 177146 U1 [2], по которому волноводная нагрузка содержит короткозамкнутый отрезок прямоугольного волновода с фланцем на одном конце и размещенной внутри короткозамыкающей металлической заглушкой, взаимодействующей с винтом, на другом конце, размещенный внутри короткозамкнутого отрезка прямоугольного волновода поглотитель клинообразной формы, наклонная поверхность которого обращена к широкой стенке прямоугольного волновода. Короткозамкнутая металлическая заглушка выполнена в виде симметричной разжимной цанги с возможностью перемещения по каналу волновода и фиксацией внутри него посредством вкладыша и винта, проходящего через цилиндрическое отверстие разжимной цанги. К недостаткам данного технического решения следует отнести сложность конструкции механизма перемещения и фиксации поглотителя и слабое обеспечение надежности контакта поглотителя и волновода.
Наиболее близкой в качестве аналога к заявленному техническому решению выбрана конструкция волноводной нагрузки, описанная в публикации [3], содержащая короткозамкнутый отрезок прямоугольного волновода с фланцем на одном конце и короткозамыкающей металлической заглушкой на другом конце, размещенной внутри прямоугольного волновода и зафиксированной при помощи элемента крепления в виде винта, при этом внутри короткозамкнутого отрезка прямоугольного волновода жестко закреплен поглотитель клинообразной формы, наклонная поверхность которого обращена к широкой стенке прямоугольного волновода. При креплении поглощающего клина в волноводе приклеиванием (эпоксидной смолой или другим способом) необходимо обеспечить плотное прилегание острия экспоненциального клина к широкой стенке волновода.
К недостаткам данной волноводной нагрузки следует отнести невозможность контроля установки поглощающего элемента для обеспечения оптимального уровня КСВН нагрузки.
Согласно применяемой технологии сборки волноводной нагрузки, слой клея наносится сплошным слоем на нерабочую плоскую поверхность поглощающего элемента, затем поглощающий элемент с нанесенным клеем вставляется в волноводный канал через открытый торец. При этом контроль толщины и равномерности нанесения слоя клея в области тонкой кромки поглощающего элемента невозможен, так как поглотитель находится глубоко в закрытом объеме волновода. Неконтролируемое увеличение клеевого слоя в области тонкой кромки поглощающего элемента может приводить к ее поломке или неплотному прилеганию «клина» поглощающего элемента к стенке волновода, появлению «буртика» клея перед кромкой поглощающего элемента, что приводит к увеличению КСВН нагрузки.
Техническая проблема, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в обеспечении надежного закрепления поглощающего элемента в волноводе без снижения эффективности работы волноводной нагрузки.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в повышении эффективности поглощения СВЧ излучения в волноводном тракте в условиях повышенной вибрации.
Технический результат достигается тем, что волноводная нагрузка содержит отрезок прямоугольного волновода с фланцем на одном конце и внутри которого, параллельно его широкой стороне установлен поглощающий элемент из ферромагнитного материала в форме клина, при этом поглотитель широким концом прикреплен к ответному фланцу с помощью винтов, а плоской поверхностью тонкой кромки «клин» прикреплен с помощью клея к широкой стенке волновода, на плоской нерабочей стороне тонкой кромки «клина» выполнены точечные углубления в виде ячеек, с возможностью заполнения их клеем, таким образом, чтобы склеиваемые поверхности соприкасались в области расположения ячеек с минимальным зазором между склеиваемыми поверхностями.
Сущность заявленного технического решения поясняется чертежами:
фиг. 1 - общий вид волноводной нагрузки в сборе;
фиг. 2 - общий вид поглощающего элемента с фланцем в сборе;
фиг. 3 (а, б, в) - вид поглощающего элемента, выполненного по заявляемой полезной модели.
Волноводная нагрузка Фиг. 1 содержит отрезок прямоугольного волновода с фланцем 1 на одном конце и внутри которого, параллельно его широкой стороне установлен поглощающий элемент 2 (Фиг. 1, Фиг. 2) из ферромагнитного материала в форме клина, профиль рабочей поверхности 3 (Фиг. 2) которого выполнен по экспоненциальному закону для обеспечения минимального КСВН и равномерного нагревания всего клина, при этом поглощающий элемент широким концом прикреплен к ответному фланцу 4 (Фиг. 1, Фиг. 2) с помощью винтов 5 (Фиг. 2), а плоской поверхностью 6 (Фиг. 2) тонкой кромки «клин» прикреплен с помощью слоя клея 7 (Фиг. 1) к широкой стенке волновода, отличающаяся тем, что на плоской нерабочей стороне 6 (Фиг. 2) тонкой кромки «клина» выполнены углубления в виде ячеек 8 (Фиг. 3 а, 3 б, 3 в), с возможностью заполнения их клеем, таким образом, чтобы склеиваемые поверхности соприкасались в области расположения ячеек с минимальным зазором между склеиваемыми поверхностями.
Регулировка и сборка волноводной нагрузки осуществляется следующим образом.
Поглощающий элемент 2 крепится к ответному фланцу 4 с помощью винтов 5. На нерабочей поверхности поглощающего элемента в ячейках 8 размещается клей. Излишки клея удаляются шпателем. Затем поглощающий элемент с ответным фланцем устанавливается через открытый конец волновода 1 в волноводный канал и фланцы совмещаются между собой специальными установочными винтами 9 и скрепляются винтами 10. При этом обеспечивается точная, с минимальным зазором, установка поглощающего элемента на внутренней поверхности волновода и его надежное крепление к стенке волновода в области расположения ячеек с клеем для предотвращения разрушения рабочей кромки поглощающего элемента при работе в условиях повышенной вибрации.
Таким образом, заявленная полезная модель позволяет за счет обеспечения плотности прилегания тонкой кромки поглощающего элемента к широкой стороне волновода получить максимально эффективный уровень поглощения СВЧ излучения и повторяемость параметров КСВН нагрузки.
Список литературы:
1. Авторское свидетельство SU №559315, МПК: Н01Р 1/24, опубликовано: 25.05.1977)
2. Полезная модель № RU 177146 U1. Волноводная нагрузка. МПК Н01Р/26. Опубл. 12.02.2018.
3. И.П. Бушминский. Изготовление элементов конструкции СВЧ. Волноводы и волноводные устройства. / М.: Высшая школа, 1974, с 176.