УСТРОЙСТВО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ ОТ СВЧ-ПРОБОЯ

Предлагаемое устройство переключения с защитой от СВЧ-пробоя относится к технике СВЧ и может быть использовано для защиты передающих каналов от СВЧ-пробоя.
Известно «Устройство защиты от СВЧ-пробоя» [RU 2355076 опубликовано 10.05.2009 МПК H01P 1/10, H02H 7/26 (2006.01)], содержащее отрезок прямоугольного волновода и датчик пробоя, включающий диэлектрическую пластину и чувствительный элемент на электрическую дугу от пробоя в тракте, связанный с узкой стенкой отрезка волновода и соединенный с исполнительным реле, чувствительный элемент выполнен в виде светочувствительного устройства и связан с узкой стенкой волновода через канал для прохождения светового потока от электрической дуги. При этом светочувствительное устройство выполнено в виде последовательно соединенных световода, фотодиода и компаратора.
Недостатком указанного технического решения является то, что устройство защищает определенные элементы, установленные в тракте (СВЧ генераторы, СВЧ усилители) и не защищает сам волноводный тракт, так как срабатывание устройства происходит только после возникновения электрической дуги в волноводном тракте.
Наиболее близким является построение СВЧ-тракта [«Устройства СВЧ» Сазонов Д.М., Гридин А.Н., Мишустин Б.А. - Москва: «Высшая школа», 1981 г., стр. 7-9, рис. B.1], содержащее вращающееся сочленение, гибкий волновод, механический переключатель, поглощающую нагрузку, в котором переключение между антенной и поглощающей нагрузкой осуществляется механическим переключателем.
Недостатком этого технического решения является возможность возникновения СВЧ-пробоя СВЧ-тракта в момент переключения передаваемой по тракту мощности между антенной и поглощающей нагрузкой. В момент переключения между нагрузками возникает рассогласование СВЧ-тракта, в разы увеличивается коэффициент стоячей волны (КСВ), что может привести к СВЧ-пробою.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является достижение возможности защиты СВЧ-усилителя и волноводного тракта от СВЧ-пробоя.
Сущность предлагаемой полезной модели состоит в том, что устройство переключения с защитой от СВЧ-пробоя содержит механический СВЧ-коммутатор, волноводный тракт, антенну, поглощающую нагрузку.
Новым в предлагаемом техническом решении является введение устройства сравнения, устройства управления СВЧ-коммутатором, СВЧ-усилителя, устройства управления СВЧ-усилителем. Первый и второй входы устройства сравнения являются внешними входами устройства переключения с защитой от СВЧ-пробоя. Первый выход устройства сравнения соединен с первым входом устройства управления СВЧ-коммутатором, второй выход устройства сравнения соединен со вторым входом устройства управления СВЧ-коммутатором. Первый выход устройства управления СВЧ-коммутатором соединен с первым входом механического СВЧ-коммутатора, второй выход устройства управления СВЧ-коммутатором соединен со вторым входом механического СВЧ-коммутатора. Третий выход устройства сравнения соединен с входом устройства управления СВЧ-усилителем, выход которого соединен с входом СВЧ-усилителя. Выход СВЧ-усилителя соединен с входом волноводного тракта. Третий выход механического СВЧ-коммутатора соединен с третьим входом устройства сравнения, четвертый выход механического СВЧ-коммутатора соединен с четвертым входом устройства сравнения, пятый выход механического СВЧ-коммутатора соединен с пятым входом устройства сравнения.
На фигуре изображена функциональная схема устройства переключения с защитой от СВЧ-пробоя.
Устройство переключения с защитой от СВЧ-пробоя содержит устройство сравнения 1, устройство управления СВЧ-коммутатором 2, устройство управления СВЧ-усилителем 3, СВЧ-усилитель 4, механический СВЧ-коммутатор 5, волноводный тракт 6, антенну 7, поглощающую нагрузку 8. Первый и второй входы устройства сравнения 1 являются внешними входами устройства переключения с защитой от СВЧ-пробоя. Первый выход устройства сравнения 1 соединен с первым входом устройства управления СВЧ-коммутатором 2, второй выход устройства сравнения 1 соединен со вторым входом устройства управления СВЧ-коммутатором 2. Первый выход устройства управления СВЧ-коммутатором 2 соединен с первым входом механического СВЧ-коммутатора 5, второй выход устройства управления СВЧ-коммутатором 2 соединен со вторым входом механического СВЧ-коммутатора 5. Третий выход устройства сравнения 1 соединен с входом устройства управления СВЧ-усилителем 3, выход которого соединен с входом СВЧ-усилителя 4. Выход СВЧ-усилителя 4 соединен с входом волноводного тракта 6, выход которого соединен с третьим входом механического СВЧ-коммутатора 5. Первый выход механического СВЧ-коммутатора 5 соединен с входом антенны 7, второй выход механического СВЧ-коммутатора 5 соединен с входом поглощающей нагрузки 8. Третий выход механического СВЧ-коммутатора 5 соединен с третьим входом устройства сравнения 1, четвертый выход механического СВЧ-коммутатора 5 соединен с четвертым входом устройства сравнения 1, пятый выход механического СВЧ-коммутатора 5 соединен с пятым входом устройства сравнения 1.
Устройство переключения с защитой от СВЧ-пробоя работает следующим образом:
На устройство сравнения 1 поступают сигналы управления с внешнего устройства, которые задают требуемую подключаемую нагрузку. Сигнал, поступающий на первый вход устройства сравнения 1, соответствует подключению антенны 7, сигнал, поступающий на второй вход устройства сравнения 1, соответствует подключению поглощающей нагрузки 8. С третьего, четвертого и пятого выходов механического СВЧ-коммутатора 5 поступают сигналы на третий, четвертый и пятый входы устройства сравнения соответственно, определяющие текущее положение механического СВЧ-коммутатора 5. Устройство сравнения 1 сравнивает сигналы, поступающие с внешнего устройства на первый и второй входы, с сигналами, поступающими на третий и четвертый входы с третьего и четвертого выходов механического СВЧ-коммутатора 5, и в случае несовпадения требуемого положения механического СВЧ-коммутатора 5 с текущим положением, выдает сигнал управления на первый либо на второй выход. На первый выход подается сигнал управления, если требуется подключить антенну 7, а на второй выход, если поглощающую нагрузку 8. Сигнал управления с выхода устройства сравнения 1 поступает на соответствующий вход устройства управления СВЧ-коммутатором 2. Устройство управления СВЧ-коммутатором 2 усиливает сигнал управления до уровня напряжения необходимого для переключения механического СВЧ-коммутатора 5 на антенну 7 или на поглощающую нагрузку 8 в зависимости от сигнала управления. В момент переключения между антенной 7 и поглощающей нагрузкой 8 возникает рассогласование волноводного тракта, в разы увеличивается КСВ, что может привести к СВЧ-пробою СВЧ-усилителя 4 и волноводного тракта 5, поэтому в момент переключения механический СВЧ-коммутатор 5 подает с пятого выхода на пятый вход устройства сравнения 1 сигнал неоднозначного положения. Устройство сравнения 1 с третьего выхода выдает сигнал на вход устройства управления СВЧ-усилителем 3 на отключение СВЧ-усилителя 4 для предотвращения СВЧ-пробоя. В случае если механический СВЧ-коммутатор 5 по каким-либо причинам не переключился на антенну 7 или поглощающую нагрузку 8, механический СВЧ-коммутатор 5 также подает сигнал неоднозначного положения переключателя на устройство сравнения 1 и устройство сравнения 1 выдает команду устройству управления СВЧ-усилителем 3 на отключение СВЧ-усилителя 4.
Таким образом, за счет контроля за текущим положением механического СВЧ-коммутатора, предупреждается ситуация, приводящая к рассогласованию волноводного тракта, являющегося причиной возникновения СВЧ-пробоя.