Сверхширокополосный полосковый делитель мощности
ULTRA-WIDEBAND STRIPLINE POWER DIVIDER

Область применений
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в радиолокации, радионавигации, связи, антенно-фидерных и измерительных системах для разделения мощности СВЧ- сигнала.
Уровень техники
Известен делитель мощности (патент RU № 2412507 опубл. 01.02.2011), представляющий собой прямоугольный корпус, в торцах которого закреплены три коаксиальных фланцевых соединителя, два из которых (выходы) расположены соосно на противоположных торцах корпуса, а третий (вход) перпендикулярно оси выходов. Внутри корпуса имеется проходная камера, сверху и снизу ограниченная крышками; в полости имеется диэлектрическая пластина с нанесённой на ней топологическим рисунком, содержащем два резистора, к пластине через коаксиально-микрополосковые переходы подключены центральные проводники коаксиальных каналов.
Ближайшим аналогом является делитель мощности (патент RU № 2492559 опубл. 29.11.2011), который состоит из корпуса треугольной формы со скруглёнными углами, трех коаксиальных фланцевых соединителей, разнесенных относительно друг друга на 120°, две крышки, образующие внутри корпуса проходную камеру, в которой подвешена диэлектрическая пластина, с нанесённой на ней топологическим рисунком резистивного делителя мощности на основе треугольной схемы, к пластине через коаксиально-микрополосковые переходы подключены центральные проводники коаксиальных каналов.
Недостатками устройств являются относительно низкий диапазон рабочих частот и высокий уровень возвратных и проходных потерь.
Сущность изобретения
Техническим результатом предложенного решения является расширение диапазона рабочих частот в сторону СВЧ.
Технический результат достигается тем, что в сверхширокополосном полосковом делителе мощности, содержащем корпус с тремя коаксиальными соединителями, выполненный в виде прямой треугольной призмы со скругленными боковыми гранями, в котором образована проходная камера с подвешенной в ней диэлектрической пластиной с топологическим рисунком и выполнены ступенчатые цилиндрические отверстия, оси которых разнесены относительно друг друга на 120°, согласно предложенному решению, корпус образован соединенными винтами основанием и крышкой, выполненными в виде прямой треугольной призмы со скругленными боковыми гранями, на сопрягающихся поверхностях основания и крышки выполнены углубления, образующие проходную камеру в форме треугольной призмы, и ступенчатые углубления полуцилиндрической формы, образующие цилиндрические отверстия, причем боковые поверхности проходной камеры и корпуса параллельны, топологический рисунок нанесен на обеих сторонах диэлектрической пластины, которая закреплена в пазах, прорезанных в плоских торцах штырьков, запрессованных в малые диэлектрические опоры, скругленные торцы штырьков соединены с цанговыми гнездами первых отрезков центральных проводников коаксиальных каналов, соединенных при помощи резьбы со вторыми отрезками центральных проводников, запрессованных в большие диэлектрические опоры, запрессованные в кольца, которые зажаты между втулками и коаксиальными соединителями, в геометрическом центре основания и крышки, выполнены сквозные резьбовые отверстия для настроечных винтов.
Коаксиальные соединители могут быть выполнены фланцевыми.
На поверхностях ступенчатых цилиндрических отверстий корпуса может быть выполнена резьба для сопряжения с коаксиальными соединителями, выполненные в виде втулок с наружной резьбой.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображен внешний вид сверхширокополосного полоскового делителя мощности, на фиг. 2 показан вид сбоку, на фиг. 3 представлено продольное сечение устройства А-А, на фиг. 4 показан вид В, на фиг. 5 представлено продольное сечение устройства Д-Д. На фиг. 6 и 7 показаны топологические рисунки на диэлектрических пластинах по схемам «звезда» и «треугольник», соответственно. На фиг.8 представлен вариант присоединения коаксиального соединителя к корпусу.
Осуществление изобретения
На фиг.1-8 обозначено:
1 – основание;
2 – крышка;
3 – настроечный винт;
4 – винт;
5 – проходная камера;
6 – цилиндрическое отверстие;
7 – диэлектрическая пластина;
8 – штырек;
9 – малая диэлектрическая опора;
10 – цанговое гнездо;
11 – первый отрезок центрального проводника;
12 – второй отрезок центрального проводника;
13 – большая диэлектрическая опора;
14 – кольцо;
15 – втулка;
16 – винт;
17 – коаксиальный соединитель;
18 – резистор;
19 – подводящая линия.
Сверхширокополосный полосковый делитель мощности представляет собой корпус, выполненный в виде прямой треугольной призмы со скругленными боковыми гранями, состоящий из основания 1 и крышки 2, которые соединены при помощи винтов 4. Настроечные винты 3 закручены в сквозные резьбовые отверстия, выполненные в геометрических центрах основания 1 и крышки 2 перпендикулярно их основаниям. В корпусе образованы проходная камера 5 и три ступенчато-изменяющиеся цилиндрические отверстия 6, разнесенные относительно друг друга на 120°. Проходная камера 5 выполнена в форме треугольной призмы со скруглёнными боковыми гранями, причём боковые поверхности проходной камеры 5 и корпуса параллельны. В проходной камере 5 подвешена диэлектрическая пластина 7, которая закреплена при помощи пайки в пазах штырьков 8. Штырьки 8 запрессованы в малые диэлектрические опоры 9, которые поджаты по диаметру полуцилиндрическими поверхностями основания 1 и крышки 2. Часть внутренних поверхностей цилиндрических отверстий 6 выполняет функции внешних проводников коаксиальных каналов, которые начинаются с коаксиально-полосковых переходов, образованных диэлектрической пластиной 7 с нанесённым на ней с двух сторон топологическим рисунком резисторов 18 и подводящих линий 19. Схематически, топологические рисунки с обеих сторон пластины представляют собой резисторы 19 с номинальным сопротивлением 100 Ом, соединённых по схеме «треугольник» (фиг.7), или резисторы 18 с номинальным сопротивлением 33,33 Ом, соединённые по схеме «звезда» (фиг.6). Скругленные торцы штырьков 8 соединены с цанговыми гнездами 10 первых отрезков 11 центральных проводников, которые при помощи резьбы соединены со вторыми отрезками 12 центральных проводников. Вторые отрезки 12 центральных проводников запрессованы в большие диэлектрические опоры 13, которые, в свою очередь, запрессованы в кольца 14. Кольца 14 с торцов зажимаются между втулками 15, частично проникающими в отверстия корпуса и упирающимися торцами в ступени цилиндрических отверстий 6, и коаксиальными соединителями 17, выполненными, например, в виде фланцевых втулок. Фланцевые втулки прижимаются к корпусу винтами 16. Фланцевые втулки, имеющие резьбу и опорную плоскость вместе с цанговыми гнездами 10 вторых отрезков 12 центральных проводников образуют коаксиальные соединители 17 типа «розетка». Первые и вторые отрезки 11 и 12, соответственно, центральных проводников образованы цилиндрическими поверхностями стержней, в которых на одном торце выполнены щеточные (цанговые) гнезда, представляющие собой глухие отверстия с перпендикулярными продольными прорезями, а на другом торце - резьбовые концевики (вторые отрезки) или глухие резьбовые отверстия (первые отрезки). Гнездовыми торцами первые отрезки 11 центральных проводников насаживаются на скруглённые торцы штырьков 8, образуя скользящее разъёмное соединение, а резьбовыми – накручиваются на резьбовые концевики вторых отрезков 12 центральных проводников.
В другом варианте исполнения делителя мощности (фиг.8) на поверхностях ступенчатых цилиндрических отверстий корпуса выполнена резьба для сопряжения с коаксиальными соединителями, выполненные в виде втулок с наружной резьбой.
Заявляемый сверхширокополосный полосковый делитель мощности обеспечивает рабочий диапазон частот от 0 до 50 ГГц.
В таблице приведены характеристики ближайшего аналога и заявляемого сверхширокополосного полоскового делителя мощности.
Таблица
Электрическая характеристика
Ближайший аналог
Заявляемое устройство
топологический рисунок выполнен по схеме «звезда»
топологический рисунок выполнен по схеме «треугольник»
Диапазон рабочих частот, ГГц
0-32
0-50
КСВН портов
не более 1,2
не более 1,2
не более 1,2
Коэффициент передачи, дБ
не менее минус 7
не более минус 6и не менее минус 6,9 (0-32)не более минус 7и не менее минус 8 (32-50)
не более минус 5,8и не менее минус 6,9 (0-32)не более минус 5,8и не менее минус 7,2 (32-50)
Разность амплитуд коэффициента передачи, дБ
-
не более 0,5
не более 0,5
Разность фазовой составляющей коэффициента передачи, град.
-
не более 5
не более 5
Предложенное решение позволяет уменьшить возвратные и проходные потери делителя мощности. Кроме того, изобретение обеспечивает механическую развязку между диэлектрической пластиной и коаксиальными соединителями.