КОММУТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Заявляемое устройство относится к области техники СВЧ и может быть использовано в приемопередающей аппаратуре для коммутации СВЧ-сигнала в волноводных линиях передачи.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является коммутирующее устройство (патент RU на изобретение №2223575, опубликовано 2004.02.10, МПК: Н01Р 1/15), содержащее отрезок прямоугольного волновода с полупроводниковым элементом, установленным между широкими стенками участка прямоугольного волновода с меньшим поперечным сечением по узкой стенке, образованного между двумя волноводными переходами, в котором в месте установки полупроводникового элемента выполнены перегородки, расположенные в поперечном сечении вдоль узких стенок.
К недостаткам данного устройства можно отнести его ограниченное использование, преимущественно при невысоких уровнях мощности СВЧ-сигнала.
Технический результат предлагаемого технического решения заключается в повышении надежности работы коммутирующего устройства в условиях тепловых нагрузок и циклических изменений температуры.
Технический результат достигается тем, что в коммутирующее устройство, содержащее отрезок прямоугольного волновода и коммутирующий диод, введен коаксиальный шлейф, при этом коммутирующий диод одним из своих выводов присоединен к штоку, являющемуся внутренним проводником коаксиального шлейфа, а вторым выводом контактирует с внутренней поверхностью наружного проводника коаксиального шлейфа посредством подвижного контактного устройства, состоящего из первой конической шайбы,
установленной на корпус коммутирующего диода, контактных шариков, второй конической шайбы, втулки со сферической верхней частью и пружины.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где приведен общий вид коммутирующего устройства.
Коммутирующее устройство содержит отрезок прямоугольного волновода 1 и коаксиальный шлейф 2, выполненные в едином корпусе 3, внутри которого размещены коммутирующий диод 4, шток 5, первая коническая шайба 6, контактные шарики 7, вторая коническая шайба 8, втулка со сферической верхней частью 9, пружина 10 и винт 11.
Коммутирующий диод 4 одним из своих выводов присоединен к штоку 5, являющемуся внутренним проводником коаксиального шлейфа 2, а вторым выводом контактирует с внутренней поверхностью наружного проводника коаксиального шлейфа 2 посредством подвижного контактного устройства, состоящего из первой конической шайбы 6, контактных шариков 7, второй конической шайбы 8, втулки со сферической верхней частью 9 и пружины 10.
Первая коническая шайба 6, установленная на корпус коммутирующего диода 4, обеспечивает контакт с его вторым выводом, а ее боковая коническая поверхность взаимодействует с контактными шариками 7.
Контактные шарики 7, размещенные с равномерным шагом между первой 6 и второй 8 коническими шайбами, обеспечивают контакт между боковой конической поверхностью первой конической шайбы 6 и внутренней поверхностью наружного проводника коаксиального шлейфа 2 в нескольких точках взаимодействия.
Вторая коническая шайба 8 совместно с первой конической шайбой 6 при помощи своих боковых конических поверхностей обеспечивают взаимодействие контактных шариков 7 с внутренней поверхностью наружного проводника коаксиального шлейфа 2.
Втулка со сферической верхней частью 9, установленная в пружину 10, взаимодействует с торцевой поверхностью второй конической шайбы 8 в центральной ее точке, обеспечивая равномерное распределение усилия, оказываемого пружиной 10, на контактные шарики 7.
Пружина 10 обеспечивает необходимую плотность контакта и позволяет исключить чрезмерное сжатие коммутирующего диода 4.
Винт 11, закрепленный в нижней части коаксиального шлейфа 2, обеспечивает электрогерметичность коммутирующего устройства.
Сборка коммутирующего устройства осуществляется следующим образом.
Устанавливают коммутирующий диод 4 одним из выводов в шток 5 и закрепляют пайкой, обеспечив контакт вывода со штоком 5.
Устанавливают первую коническую шайбу 6 на корпус коммутирующего диода 4 и закрепляют пайкой, обеспечив ее контакт с другим выводом коммутирующего диода 4.
Собранный таким образом узел устанавливают внутри корпуса 3 коммутирующего устройства, ввинтив шток 5 в верхнюю часть корпуса 3 через отверстие, выполненное в его нижней части.
После чего в отверстии нижней части корпуса 3 коммутирующего устройства размещают контактные шарики 7, вторую коническую шайбу 8, втулку со сферической верхней частью 9, пружину 10 и ввинчивают винт 11.
Коммутирующее устройство работает следующим образом. В режиме пропускания СВЧ-сигнала коммутирующий диод 4, включенный между внутренним и наружным проводниками коаксиального шлейфа 2, находится в запертом состоянии, сопротивление его достаточно велико и ток через него не протекает. В результате СВЧ-сигнал проходит на выход коммутирующего устройства с незначительными потерями.
Потери в режиме пропускания составляют не более 0.4 дБ. В режиме запирания СВЧ-сигнала коммутирующий диод 4 находится в открытом состоянии, сопротивление его мало и через него протекает ток. В результате внутренний и наружный проводники коаксиального шлейфа 2 оказываются электрически соединены через малое сопротивление, происходит «короткое замыкание» волновода и СВЧ-сигнал, отражаясь от короткозамкнутого участка волновода, не проходит на выход коммутирующего устройства.
Для обеспечения надежной работы коммутирующего устройства электрический контакт одного из выводов коммутирующего диода 4 с внутренней поверхностью наружного проводника коаксиального шлейфа 2 осуществлен при помощи подвижного контактного устройства, состоящего из первой конической шайбы 6, контактных шариков 7, второй конической шайбы 8, втулки со сферической верхней частью 9 и пружины 10.
Реализованный таким способом электрический контакт обладает повышенной устойчивостью к воздействию тепловых нагрузок и циклических изменений температуры, которые могут приводить к снижению надежности контакта и разрушению коммутирующего диода 4. Использование контактных шариков 7 и пружины 10 позволяет поддерживать в области контакта малое сопротивление для протекающих токов и обеспечивать постоянство контакта.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить надежность работы коммутирующего устройства за счет обеспечения надежного контакта в условиях воздействия тепловых нагрузок и циклических изменений температуры.