СОГЛАСУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к радиотехнике, а именно к конструкции устройств, используемых для согласования высокочастотных коаксиальных трактов.
Известно, что "Реальные тракты СВЧ содержат ряд элементов, создающих паразитные отражения в линии передачи. Это повороты и изгибы, различные стыки, вращающиеся сочленения и т.д. При конструировании тракта заранее неизвестны ни истинные значения параметров каждой нерегулярности, ни точное место ее расположения в тракте... В идеале все элементы тракта не должны вносить рассогласования, однако из-за погрешностей изготовления, а также в силу некоторых теоретических ограничений каждый элемент обладает небольшим коэффициентом отражения, модуль и фаза которого изменяются случайным образом у различных экземпляров однотипных элементов" (Д.М.Сазонов и др. «Устройства СВЧ», М., Высшая школа, 1981 г., стр.236, см. Приложение 1).
Следовательно, совокупный эффект рассогласования выявляется только после сборки всех устройств, образующих высокочастотный тракт. Их компактное размещение, особенно в шкафных конструкциях, затрудняет доступ к элементам согласующего устройства компенсирующего рассогласование. Поэтому возникает потребность в конструкции согласующего устройства, которое обеспечивает максимальную простоту выполнения согласования высокочастотного тракта на завершающем этапе.
Известны согласующие устройства с тромбоном и различными вариантами реактивных шлейфов (X.Мейнке и Ф.В.Гундлах. Радиотехнический справочник. Том 1. стр.216. изд. 1960 г., см. Приложение 2). Упомянутые устройства сложные в исполнении (большое число входящих в состав узлов).
Известны более простые конструкции устройств с согласующим элементом в виде диэлектрической втулки (или шайбы) на центральном проводнике участка коаксиальной линии, как упрощенно показано на рис.YII.7, стр.61 книги «Линии передачи сантиметровых волн» (т.II), «Сов. Радио» М. 1951 (см. Приложение 3). Там же указано, что "Втулки при помощи диэлектрических рукояток могут перемещаться вдоль линии в продольном прорезе, образованном в наружном проводнике" (ближайший аналог).
Недостаток ближайшего аналога - сложность выполнения перемещения в согласующем устройстве диэлектрической втулки через "продольный прорез" в наружном проводнике диэлектрическими рукоятками. Сложно также зафиксировать положение втулки после завершения регулировки, особенно при компактном размещении в шкафных конструкциях устройств, образующих высокочастотный тракт.
Кроме того, "продольный прорез" в наружном проводнике нарушает электрическую экранировку тракта и открывает доступ к проникновению пыли и посторонних предметов в полость коаксиальной линии. Ухудшение экранировки может привести к недопустимым излучениям, а попадание пыли и посторонних предметов в полость коаксиальной линии повышает опасность возникновения электрической дуги в коаксиальной линии. К недостаткам можно отнести и деформацию самой трубы, образующей внешний проводник коаксиальной линии (при фрезеровке края щели за счет внутренних механических напряжений несколько расходятся, что приводит к дополнительному рассогласованию).
Полезная модель решает задачу упрощения процесса регулировки согласующим устройством.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что согласующее устройство в виде участка жесткой коаксиальной линии с диэлектрической подвижной втулкой на центральном проводнике линии оснащено установочным кольцом, охватывающим с небольшим зазором внешний проводник жесткой коаксиальной линии (трубу). С обеих сторон это кольцо соединено с диэлектрической подвижной втулкой гибкой механической передачей из диэлектрического материала в виде достаточно туго натянутых лент, проходящих в небольших пазах концевых частей наружного проводника коаксиальной линии. Таким образом, положение диэлектрической втулки на центральном проводнике определяется установочным кольцом, которое стопорится на завершающем этапе регулировки.
Результатом является упрощение процесса регулировки за счет того, что улучшен доступ к регулировочному элементу, особенно при компактном размещении устройств высокочастотного тракта в шкафных конструкциях. Кроме того, повышается надежность работы устройства за счет более полной электрической и механической экранировки внешнего проводника согласующего устройства.
Полезная модель поясняется чертежом и фотографиями. На фиг.1 представлено согласующее устройство в разрезе (в упрощенном виде). На фото 1 показана концевая часть согласующего устройства с установленным шайбовым изолятором, на фото 2 - концевая часть согласующего устройства со снятым шайбовым изолятором, на фото 3 - диэлектрическая втулка (согласующий элемент).
Согласующее устройство (фиг.1) содержит участок жесткой коаксиальной линии, в полости которой размещен согласующий элемент в виде подвижной диэлектрической втулки 2 на центральном проводнике 1. Устройство оснащено установочным кольцом 3, охватывающим внешний проводник 4 участка жесткой коаксиальной линии. Кольцо с обеих сторон соединено с втулкой 2 лентами 6 из диэлектрического материала и снабжено стопорами 5. Ленты выведены из полости жесткой коаксиальной линии через небольшие пазы во фланцах на концах внешнего проводника (трубы, см. фото 2). Гибкая механическая передача 6 может быть выполнена также в виде нитей или струн из диэлектрического материала.
"Ленточный" вариант согласующего устройства был опробован в телевизионных передатчиках, где использовалось типовое соединение устройств тракта и участков жестких коаксиальных линий с квадратными фланцами, припаянными к наружным трубам этих линий и устройств тракта. Поэтому и в согласующем устройстве применялась аналогичная конструкция на квадратных фланцах, выполненных с небольшими пазами для вывода лент наружу из полости коаксиальной линии. Между фланцами в таком соединении предусмотрена установка фланцевых прокладок с упругими контактными ламелями, что увеличивает электрогерметичность соединений высокочастотного тракта (на фиг.1 и фото не показаны). Предусмотрена и установка в кольцевые проточки всех фланцев шайбовых изоляторов, фиксирующих положение центрального проводника (см. фото 1, круглый изолятор с шестью отверстиями). На фланцах над лентами крепились металлические полосы для защиты лент от случайных механических воздействий. Наличие припаянных фланцев предопределило и сборную конструкцию установочного кольца, охватывающего с небольшим зазором наружную трубу коаксиальной линии. Кольцо с обеих сторон присоединено к лентам, проходящим в полость коаксиальной линии, которые крепятся на подвижной диэлектрической втулке без металлических деталей и винтов. Материал диэлектрической втулки и лент - фторопласт.
При регулировке согласования установочное кольцо двигают по наружной трубе в ту или другую сторону. При этом перемещается подвижная диэлектрическая втулка, связанная с кольцом лентами. Когда достигают наилучшего по согласованию результата, положение установочного кольца фиксируют стопорными винтами.
На фото 1 показана концевая часть согласующего устройства в "ленточном" варианте с установленным шайбовым изолятором. За изолятором в пазах квадратного фланца видны фторопластовые ленты. На фото 2 со снятым шайбовым изолятором эти ленты видны лучше. На фото 3 показан согласующий элемент в виде подвижной диэлектрической втулки, с противоположных сторон которой выступают небольшие пластинки с поперечными узкими щелями. Они служат для закрепления на втулке фторопластовых лент, концы которых пропускают с перегибами через узкие щели. Такая конструкция крепления лент позволила обойтись без применения металлических деталей и винтов в полости коаксиальной линии, которые увеличивают опасность электрического пробоя коаксиальной линии.
Сборку "ленточного" варианта согласующего устройства выполняют в следующей последовательности. Установочное кольцо 3 монтируют на внешнем проводнике 4 (трубе) участка жесткой коаксиальной линии. Для закрепления лент механической передачи 6 установочное кольцо 3 было выполнено с выступающими пластинами, аналогичными по форме пластинкам подвижной диэлектрической втулки 2. Сначала на втулке 2 закрепляют ленты, пропуская их концы сквозь узкие щели в пластинках. Затем втулку 2 надевают на центральный проводник 1, который фиксируют в шайбовых изоляторах на фланцах концевых частей участка жесткой коаксиальной линии, а ленты пропускают с некоторым натягом через небольшие пазы во фланцах. Потом концы лент закрепляют на пластинках установочного кольца. При согласовании тракта с помощью предлагаемого устройства перемещают установочное кольцо, наблюдая по соответствующему индикаторному прибору за величиной согласования, добиваясь наилучшего результата, и фиксируют положение установочного кольца стопорами 5.