ВОЛНОВОДНАЯ НАГРУЗКА

Заявляемая полезная модель относится к области радиотехники, а именно к технике сверхвысоких частот (СВЧ), и может быть использована как самостоятельное устройство для поглощения отраженной электромагнитной волны на выходе волноводного тракта, так и в качестве элемента сложных функциональных устройств: направленных ответвителей, сумматоров мощности, измерительных мостов, фильтров и других.
Известна волноводная нагрузка (SU №559315, МПК: H01P 1/24, опубликовано: 25.05.1977), содержащая поглотитель, отражатель и механизм их перемещения, при этом отражатель плотно закреплен на поглотителе, выполненном в форме кругового прямого конуса и установленном с возможностью вращательного и поступательного движения.
К недостаткам данной волноводной нагрузки можно отнести сложность конструкции механизма, обеспечивающего перемещение поглотителя и отражателя.
Известна волноводная нагрузка (SU №1681350, МПК: H01P 1/26, опубликовано: 30.09.1991), содержащая короткозамкнутый отрезок прямоугольного волновода, внутри которого установлен клинообразный поглотитель в форме симметричного клина, наклонные поверхности которого обращены к широким стенкам короткозамкнутого отрезка прямоугольного волновода, при этом клинообразный поглотитель установлен с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной узким стенкам и оси короткозамкнутого отрезка прямоугольного волновода.
К недостаткам данной волноводной нагрузки следует отнести усложнение ее конструкции в связи с обеспечением вращательного перемещения поглотителя.
Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является волноводная нагрузка (И.П. Бушминский "Изготовление элементов конструкций СВЧ. Волноводы и волноводные устройства", М.: Высшая школа, 1974, стр. 176, рис. 3.3), содержащая короткозамкнутый отрезок прямоугольного волновода с фланцем на одном конце и короткозамыкающей металлической заглушкой на другом конце, размещенной внутри прямоугольного волновода и зафиксированной при помощи элемента крепления в виде винта, при этом внутри короткозамкнутого отрезка прямоугольного волновода жестко закреплен поглотитель клинообразной формы, наклонная поверхность которого обращена к широкой стенке прямоугольного волновода.
Недостатком данной волноводной нагрузки является отсутствие возможности перемещения поглотителя с целью обеспечения минимального уровня отраженного от нагрузки СВЧ-сигнала.
Техническая проблема, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в значительном уровне отраженного от нагрузки СВЧ-сигнала в связи с отсутствием возможности регулировки местоположения поглотителя и недостаточно надежном электрическом контакте короткозамыкающей металлической заглушки с широкими стенками прямоугольного волновода.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в обеспечении минимального уровня отраженного от нагрузки СВЧ-сигнала за счет обеспечения возможности регулировки местоположения поглотителя и короткозамыкающей металлической заглушки с обеспечением ее надежного электрического контакта с широкими стенками прямоугольного волновода.
Технический результат достигается тем, что волноводная нагрузка содержит короткозамкнутый отрезок прямоугольного волновода с фланцем на одном конце и размещенной внутри короткозамыкающей металлической заглушкой, взаимодействующей с винтом, на другом конце, размещенный внутри короткозамкнутого отрезка прямоугольного волновода поглотитель клинообразной формы, наклонная поверхность которого обращена к широкой стенке прямоугольного волновода. Короткозамыкающая металлическая заглушка выполнена в виде симметричной разжимной цанги с продольным пазом и скосами, направленными во внутрь паза, которая взаимодействует с широкими стенками прямоугольного волновода с возможностью перемещения по каналу волновода и фиксации внутри него посредством вкладыша. Вкладыш взаимодействует одной стороной с торцевой поверхностью поглотителя, а другой стороной, выполненной с симметричными скосами граней, взаимодействующих с широкими стенками прямоугольного волновода, с разжимной цангой, причем симметричные скосы вкладыша контактируют со скосами паза разжимной цанги, а винт, проходящий через сквозное цилиндрическое отверстие разжимной цанги, ввернут в глухое резьбовое отверстие вкладыша. При этом на резьбовой поверхности винта размещена регулировочная гайка, взаимодействующая с наружной поверхностью разжимной цанги.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами:
фиг. 1 - волноводная нагрузка;
фиг. 2 - общий вид короткозамыкающей металлической заглушки с вкладышем в сборе;
фиг. 3 - общий вид вкладыша;
фиг. 4 - общий вид короткозамыкающей металлической заглушки.
Волноводная нагрузка (фиг. 1) содержит короткозамкнутый отрезок прямоугольного волновода 1 (фиг. 1), внутри которого размещен поглотитель 2 (фиг. 1) клинообразной формы, наклонная поверхность которого обращена к широкой стенке 3 (фиг. 1) прямоугольного волновода 1.
На одном конце короткозамкнутого отрезка прямоугольного волновода 1 расположен фланец 4 (фиг. 1), а на другом - короткозамыкающая металлическая заглушка 5 (фиг. 1, 2, 3), размещенная внутри прямоугольного волновода 1 с возможностью перемещения и фиксации при помощи вкладыша 6 (фиг. 1, 2, 4), винта 7 (фиг. 1, 2) и регулировочной гайки 8 (фиг. 1, 2). При этом вкладыш 6 взаимодействует с торцевой поверхностью поглотителя 2 (фиг. 1).
Короткозамыкающая металлическая заглушка 5 (фиг. 3) выполнена в виде симметричной разжимной цанги 5, соразмерной в поперечном сечении каналу 12 (фиг. 1) прямоугольного волновода 1, с продольным пазом 9 (фиг. 3), например, U-образной формы, выполненным со скосами 10 (фиг. 2, 3), которые направлены во внутрь паза 9, расширяя его в наружной части.
Паз 9 (фиг. 3) выполнен симметричным стенкам 11 (фиг. 2, 3) разжимной цанги 5, которые взаимодействуют с широкими стенками 3 прямоугольного волновода 1. Симметрично осям паза 9 выполнено сквозное цилиндрическое отверстие 13 (фиг. 3).
Вкладыш 6 (фиг. 2, 4) выполнен в виде прямоугольной призмы, соразмерной в поперечном сечении каналу 12 прямоугольного волновода 1, с симметричными скосами 14 граней (фиг. 2, 3), которые взаимодействуют с широкими стеками 3 прямоугольного волновода 1. Со стороны одной из широких стенок 15 (фиг. 2, 4) вкладыша 6 симметрично его скосам 14 выполнено глухое резьбовое отверстие 16 (фиг. 2, 4).
Угол выполнения симметричных скосов 14 граней вкладыша 6 соразмерен углу выполнения скосов 10 паза 9 разжимной цанги 5 (фиг. 2).
Внутри канала 12 прямоугольного волновода 1 (фиг. 1) вкладыш 6 своими симметричными скосами 14 контактирует со скосами 10 паза 9 разжимной цанги 5, при этом винт 7, проходящий через сквозное цилиндрическое отверстие 13 разжимной цанги 5, ввернут в глухое резьбовое отверстие 16 вкладыша 6, а размещенная на резьбовой поверхности винта 7 регулировочная гайка 8 взаимодействует с наружной поверхностью разжимной цанги 5. При этом противоположная широкая стенка 17 (фиг. 4) вкладыша 6 взаимодействует с торцевой поверхностью поглотителя 2 (фиг. 1).
При вращении регулировочной гайки 8 по резьбовой поверхности винта 7 симметричные скосы 14 вкладыша 6 взаимодействуют со скосами 10 паза 9 разжимной цанги 5 (фиг. 2). При этом вкладыш 6 разжимает стенки 11 паза 9 разжимной цанги 5, взаимодействующие с широкими стенками 3 прямоугольного волновода 1, фиксируя разжимную цангу 5 (фиг. 1) внутри прямоугольного волновода 1.
Выполнение короткозамыкающей металлической заглушки 5 в виде симметричной разжимной цанги 5, соразмерной в поперечном сечении каналу 12 прямоугольного волновода 1, позволяет обеспечить как возможность ее перемещения по каналу 12 прямоугольного волновода 1 совместно с поглотителем 2, так и ее последующую фиксацию внутри прямоугольного волновода 1 при помощи вкладыша 6, винта 7 и регулировочной гайки 8.
Регулировка и сборка волноводной нагрузки осуществляется следующим образом.
Размещают регулировочную гайку 8 на резьбовой поверхности винта 7 и пропуская винт 7 через сквозное цилиндрическое отверстие 13 разжимной цанги 5 ввертывают его в глухое резьбовое отверстие 16 вкладыша 6.
Совмещают симметричные скосы 14 вкладыша 6 со скосами 10 паза 9 разжимной цанги 5 и фиксируют собранный узел при помощи регулировочной гайки 8.
Собранный узел с зафиксированным на вкладыше 6 поглотителем 2 размещают внутри прямоугольного волновода 1 и производят измерение коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВН).
Если измеренное значение КСВН не соответствует установленным техническим требованиям на волноводную нагрузку, то местоположение поглотителя 2 внутри канала 12 прямоугольного волновода 1 изменяют, перемещая его в область максимума электрического поля и контролируя при этом КСВН.
Добившись требуемого значения КСВН положение поглотителя 2 фиксируют, например, при помощи клея.
Затем вращением регулировочной гайки 8 вкладыш 6 затягивают в паз 9 разжимной цанги 5, обеспечивая ее фиксацию внутри прямоугольного волновода 1.
Посредством герметизирующего компаунда 18 (фиг. 1) производят локальную герметизацию области взаимодействия разжимной цанги 5 со стенками прямоугольного волновода 1.
Работает волноводная нагрузка следующим образом.
При перемещении поглотителя 2 волноводной нагрузки по каналу 12 прямоугольного волновода 1 в область близкую к максимуму электрического поля возрастает поглощение энергии поглотителем 2 и уменьшается уровень отраженного от нагрузки СВЧ-сигнала, что позволяет улучшить согласование с нагрузкой в волноводном канале и получить максимально равномерную характеристику КСВН в рабочем диапазоне частот по уровню не более 1, 2.
При фиксировании короткозамыкающей металлической заглушки 5 внутри прямоугольного волновода 1 вкладыш 6 разжимает стенки 11 ее паза 9, обеспечивая плотное контактное взаимодействие с широкими стенками 3 прямоугольного волновода 1, что позволяет повысить качество и надежность электрического контакта.
Примером использования заявляемой полезной модели может служить узел волноводной нагрузки, примененный в волноводном тракте бортового модуля радиолокационной системы (РЛС).
Волноводная нагрузка (фиг. 1) содержит короткозамкнутый отрезок прямоугольного волновода 1 сечением 7,2×3,4 (мм) с фланцем 4 на одном конце и короткозамыкающей металлической заглушкой 5 на другом конце, размещенной и зафиксированной внутри прямоугольного волновода 1 при помощи вкладыша 6, винта 7 и регулировочной гайки 8.
Поглотитель 2 волноводной нагрузки (фиг. 1), размещенный внутри короткозамкнутого отрезка прямоугольного волновода 1, выполнен из поглощающего материала (состав 19) в соответствии с требованиями ОСТ 107.460007.006-92. Для фиксации поглотителя 2 использован клей типа К-300-61.
Вкладыш 6 (фиг. 1, 4) волноводной нагрузки выполнен из сплава Л63, а в качестве элемента крепления 7 (фиг. 1) использован винт типа М 1,6. Локальная герметизация области взаимодействия короткозамыкающей металлической заглушки 5 со стенками прямоугольного волновода 1 выполнена эпоксидным компаундом ЭЗК-6.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет минимизировать отраженный от нагрузки СВЧ-сигнал за счет обеспечения возможности перемещения поглотителя и короткозамыкающей металлической заглушки на этапе сборки, а также обеспечить надежный электрический контакт короткозамыкающей металлической заглушки с широкими стенками прямоугольного волновода при ее фиксировании.