УСТРОЙСТВО ПОДАЧИ СИГНАЛА ГЕНЕРАТОРА ШУМА В КОАКСИАЛЬНО-ВОЛНОВОДНЫЙ ТРАКТ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ
DEVICE FOR SUPPLYING NOISE GENERATOR SIGNAL TO COAXIAL-WAVEGUIDE CHANNEL OF RADAR STATION

Изобретение относится к средствам радиолокации метеорологического обеспечения и применяется в СВЧ устройствах радиолокационных станций (РЛС) в качестве устройства связи генератора шума (ГШ) с коаксиально-волноводным трактом.
Известно, что связь с коаксиально-волноводным трактом обеспечивают с помощью отверстия связи, петли, зонда (штыря) или направленного ответвителя.
Известен волноводно-полосковый направленный ответвитель, описанный в патенте RU 2249889 С2, содержащий отрезок прямоугольного волновода, коаксиальные выводы на узкой стенке волновода, элемент связи, расположенный под углом к широким стенкам и выполненный в виде проводника полосковой линии, концы которого соединены с центральными проводниками коаксиальных выводов, при этом один коаксиальный вывод размещен на подвижном секторе, поворачивающемся вокруг оси другого. Недостатком известного устройства является сложное компоновочное решение, которое невозможно реализовать в коаксиально-волноводном тракте, так как волновод имеет прямоугольное сечение и не имеет центрального проводника.
Известно также устройство ГШ изделия «Улыбка», входящее в состав антенно-фидерной системы (АФС) изделия, которое описано на стр. 12-15 в учебном пособии по дисциплине «Устройство и принцип действия аэрологической информационно-измерительной системы «Улыбка», авторы Ю.Г. Осипов, Н.В. Герасимова, А.В. Дядюра, РГГМУ, Санкт-Петербург, 2009. Конструктивно ГШ выполнен в виде субблока СБТ-207, который предназначен для создания и передачи в АФС шумовых СВЧ посылок, используемых для проверки чувствительности приемной системы, содержащей ГШ, диодный выключатель, отключающий цепь шумового генератора от основного тракта, и фидерную секцию с элементом связи, через которую шумовой сигнал поступает в АФС.
Существенными недостатками известного устройства являются:
- необходимость настройки коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВН) (в соответствии с требованиями технических условий ГШ) с помощью дополнительных механизмов регулировки, что значительно усложняет устройство и требует дополнительных трудозатрат, как при изготовлении, так и при настройке;
- возможно заклинивание механизма регулировки связи ГШ с коаксиально-волноводным трактом в результате чрезмерного трения сопрягающихся поверхностей.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является упрощение компоновочного решения и повышение удобства эксплуатации при сохранении основных технических характеристик устройства подачи сигнала ГШ.
При реализации заявляемого изобретения достигаемый технический результат заключается в увеличении динамического диапазона регулировки, при обеспечении постоянного КСВН в тракте подачи сигнала ГШ, уменьшении компоновочных единиц устройства. Компоновочным решением исключен дополнительно устанавливаемый механизм регулировки, и, следовательно, возможность его заклинивания, а также не требуется настройка КСВН.
Поставленная задача решается, а указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве подачи сигнала ГШ в коаксиально-волноводный тракт РЛС, содержащем внешний проводник и центральный проводник коаксиально-волноводного тракта, элемент связи, генератор шума,
элемент связи выполнен в виде настроечного зонда (штыря), установленного в отверстие внешнего проводника;
настроечный зонд (штырь) снабжен согласующим резистором и металлическим диском с изолятором на торце;
согласующий резистор соединен одним выводом с настроечным зондом (штырем), а другим выводом - с сердечником с резьбой секции коаксиальной линии, имеющим электрический контакт с внешним проводником фидерной секции коаксиально-волноводного тракта,
настроечный зонд (штырь) жестко установлен через диэлектрик в сердечнике с резьбой,
сердечник с резьбой установлен внутри втулки,
втулка закреплена болтами на внешнем проводнике коаксиально-волноводного тракта,
при этом настроечный зонд, перемещаясь через отверстие во внешнем проводнике, изменяет связь генератора шума с центральным проводником коаксиально-волноводного тракта РЛС.
Указанный технический результат достигается всей совокупностью существенных признаков, а именно:
- выполнение элемента связи в виде, установленного в отверстие внешнего проводника, настроечного зонда (штыря) обеспечивает связь с коаксиально-волноводным трактом, что существенно упрощает, по сравнению с прототипом, компоновочное решение устройства,
- выполнение настроечного зонда (штыря) с металлическим диском и изолятором на торце обеспечивает требуемый динамический диапазон регулировки, постоянство КСВН в тракте подачи сигнала ГШ, при исключении, с помощью изолятора, короткого замыкания в тракте,
- согласующий резистор, соединенный одним выводом с настроечным зондом, а другим выводом - с сердечником с резьбой, имеющим электрический контакт с внешним проводником коаксиально-волноводного тракта, обеспечивает постоянство КСВН в тракте подачи сигнала ГШ, как в процессе изготовления изделия, так и при настройке в процессе эксплуатации,
- настроечный зонд (штырь), жестко установлен в сердечнике с резьбой, взаимодействующей с внутренней резьбой втулки, которая, в свою очередь, жестко установлена на внешнем проводнике коаксиально-волноводного тракта, что обеспечивает ему электрический контакт с внешним проводником фидерной секции коаксиально-волноводного тракта РЛС,
- перемещение настроечного зонда, через отверстие во внешнем проводнике, позволяет изменять связь ГШ с центральным проводником коаксиально-волноводного тракта, необходимую для настройки РЛС.
Другое компоновочное решение устройства подачи сигнала генератора шума в коаксиально-волноводный тракт РЛС значительно сокращает количество сборочных единиц устройства и, как следствие, снижается масса изделия и трудоемкость изготовления и настройки устройства. Повышается надежность работы изделия, так как компоновочным решением исключен субблок, по сравнению с прототипом, а значит возможность заклинивания механизма регулировки, кроме того не требуется настройка КСВН.
Одним вращающимся настроечным зондом с резистором создают шумовые СВЧ сигналы для проверки чувствительности приемной систем, через которую шумовой сигнал поступает в АФС.
Заявляемое устройство подачи сигнала генератора шума в коаксиально-волноводный тракт РЛС обладает совокупностью существенных признаков, не известных из уровня техники для изделий подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения.
Кроме того, заявляемое техническое решение, по мнению авторов, соответствует критерию «изобретательский уровень», так как для специалистов явным образом не следует из уровня техники, то есть не известно из доступных источников научной, технической и патентной информации на дату подачи заявки.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид в разрезе устройства подачи сигнала ГШ в коаксиально-волноводный тракт радиолокационной станции.
Устройство подачи сигнала ГШ в коаксиально-волноводный тракт радиолокационной станции, содержит ГШ 1, внешний проводник 2 и центральный проводник 3 фидерной секции коаксиально-волноводного тракта, элемент связи, выполненный в виде, установленного в отверстие 4 внешнего проводника 2, настроечного зонда (штыря) 5, снабженного металлическим диском 6 с изолятором 7 на торце и согласующим резистором 8, соединенным одним выводом с настроечным зондом 5, а другим выводом - с сердечником 9 с резьбой, образующим коаксиальную линию. Коаксиальная линия состоит из центрального проводника 10 и фторопластового вкладыша (изолятора) 11, установленных в сердечнике 9, который имеет электрический контакт с внешним проводником 2 коаксиально-волноводного тракта через резьбовое взаимодействие сердечника 9 с втулкой 12. Настроечный зонд (штырь) 5 жестко установлен в центральный проводник 10. Подвод СВЧ энергии ГШ осуществляется через СВЧ разъем III типа (на фигуре не показан) по ГОСТ 13317-89, составляющий единое целое с сердечником 9.
Втулка 12 закреплена с помощью болтов на промежуточной плите 13, являющейся частью внешнего проводника 2 фидерной секции, с отверстием 4, расположенным в центре плиты 13.
Работает устройство следующим образом.
При повороте сердечника 9 (с размещенной внутри коаксиальной линией, состоящей из центрального проводника 10 и фторопластового изолятора 11), на котором установлен настроечный зонд (штырь) 5 с металлическим диском 6 и согласующим резистором 8, изменяется зазор между диском 6 и центральным проводником 3 коаксиально-волноводного тракта фидерной секции, что приводит к изменению затухания в цепи подачи сигнала ГШ. При этом не требуется дополнительной настройки КСВН, поскольку постоянство его величины обеспечивается применением согласующего резистора 8, установленного как показано на фигуре. Изолятор 7 исключает короткое замыкание металлического диска 6 с центральным проводником 3 фидерной секции.
Вся конструкция устройства размещается на плите 13, являющейся частью внешнего проводника 2 коаксиально-волноводного тракта РЛС. Заклинивание механизма регулировки связи ГШ с коаксиально-волноводным трактом исключается за счет изменения конструкции.
Для исполнения устройства используются стандартные операции, материалы и оборудование предприятия, был изготовлен опытный образец, который успешно прошел испытания, что подтверждает соответствие заявляемого технического решения критерию «промышленная применимость».
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет решить поставленную задачу и может быть использовано в коаксиально-волноводных устройствах для подачи СВЧ сигналов в тракт, при этом настройка осуществляется при повышенных эксплуатационных качествах устройства подачи сигнала генератора шума в коаксиально-волноводный тракт метеорадиолокационной станции.