КОАКСИАЛЬНО-ПОЛОСКОВЫЙ ПЕРЕХОД
COAXIAL-TO-STRIPLINE ADAPTER

Устройство относится к электронной технике сверхвысоких частот (СВЧ) и может использоваться в радиотехнических устройствах СВЧ для обеспечения надежного электрического контакта как между внутренним проводником коаксиально-полоскового перехода и полоском (контактной площадкой) СВЧ-подложки, так и между контактными парами коаксиально-полосковых переходов при межблочном соединении.
Известны коаксиально-полосковые переходы, содержащие разъемный корпус, являющийся наружным проводником, внутренний проводник, диэлектрическую втулку (справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств./Под ред. В.И. Вольмана. М.: Радио и связь, 1982, с.210 - 214, рис.4.64 - 4.71). В указанных конструкциях коаксиально-полосковых переходов предусмотрено резьбовое сочленение с ответной частью.
Недостатками указанных коаксиально-полосковых переходов являются необходимость обеспечения свободного доступа к сочленяемым разъемам для их соединения с ответной частью, что ведет к увеличению расстояния как между коаксиально-полосковыми переходами, расположенными на корпусе блоков, так и между самими блоками внутри радиотехнических устройств СВЧ; недостаточная прочность соединения деталей конструкции переходов по отношению к значительному радиальному усилию при соединении и разъединении ответной части, что может привести к проворачиванию внутреннего проводника.
Известен коаксиально-полосковый переход СРГ-50-749 ФВ ВР0.364.052 ТУ, представляющий собой вилку врубного типа. Ответная часть для подсоединения к коаксиально-полосковому переходу СРГ-50-749 ФВ - коаксиально-полосковый переход представляющий собой розетку врубного типа в ВР0.364.052 ТУ, не предусмотрен.
Для подключения к данному коаксиально-полосковому переходу применяется врубная коаксиальная розетка СР-50-772 ФВ ВР0.364.052 ТУ, которая распаивается на коаксиальный кабель РК50-3.7-31, ее крепление непосредственно к корпусу СВЧ-блока невозможно. В конструкцию центральной жилы врубной коаксиальной розетки СР-50-772 ФВ входит охватывающая пружина, обеспечивающая продольное прижимное усилие стыкуемых разъемов для обеспечения надежного электрического контакта между контактными парами. Для обеспечения гарантированного контакта по экрану и увеличения степени свободы между стыкуемыми разъемами по соосности снаружи корпуса розетки установлена пружина сжатия. Данная контактная пара (врубные вилка и розетка) позволяют обеспечить соединение СВЧ-блоков, размещенных в местах с высокой плотностью монтажа, где невозможно использование резьбовых соединений.
Недостатком данного соединения является то, что межблочное соединение возможно только через переходной кабель РК50-3.7-31, что ведет к увеличению потерь в передающей линии и увеличению размеров при межблочном соединении.
Известен коаксиально-полосковый переход МВИА.434531.001, представляющий собой приборную розетку врубного типа. Коаксиально-полосковый переход МВИА.434531.001 (фиг.1) содержит корпус 1 с фланцем, являющийся наружным проводником, центральную жилу (гнездо) 2, являющуюся внутренним проводником, диэлектрическую втулку 3.
Центральная жила (гнездо) 2 имеет конструкцию, аналогичную врубной коаксиальной розетке СР-50-772 ФВ, диэлектрическая втулка 3 обеспечивает центровку и жесткую фиксацию центральной жилы, фланец корпуса 1 обеспечивает надежное крепление коаксиально-полоскового перехода к корпусу СВЧ-блока.
Коаксиально-полосковый переход МВИА.434531.001 изготавливается и используется в СВЧ-блоках радиолокационной станции на ОАО «МЗ РИП» с 2001 года по настоящее время в качестве ответной части к коаксиально-полосковому переходу СРГ-50-749 ФВ. Данный коаксиально-полосковый переход является аналогом заявляемого устройства.
На фиг.2 представлена контактная пара: коаксиально-полосковый переход - вилка врубного типа СРГ-50-749 ФВ и коаксиально-полосковый переход МВИА.434531.001 - приборная розетка врубного типа.
При сочленении коаксиально-полоскового перехода МВИА.434531.001 с ответной частью (коаксиально-полосковым переходом СРГ-50-749 ФВ) происходит контакт центральной жилы (гнезда) 2 с центральной жилой (штырем) 8 ответной части и корпусов (наружных проводников). Соединение оптимально, если штырь входит в гнездо без зазора, а зазор между корпусами соединителей в плоскости сочленения минимален.
Центральная жила (гнездо) 2 коаксиально-полоскового перехода МВИА.434531.001 обеспечивает дополнительное прижимное усилие внутренних проводников, а утолщенная стенка корпуса 1 коаксиально-полоскового перехода МВИА.434531.001, обеспечивает оптимальный контакт наружных проводников.
Недостатками коаксиально-полоскового перехода МВИА.434531.001 являются высокие требования по соосности (±1 град) и центровке (±0,05 мм) при соединении с ответной частью - коаксиально-полосковым переходом СРГ-50-749 ФВ; отсутствие в составе разъема конструктивного элемента, обеспечивающего надежный контакт наружных проводников при зазоре между ними в плоскости сочленения; отсутствие гарантированного электрического контакта при недосочленении разъемов.
Предлагаемым изобретением решается задача обеспечения гарантированного электрического контакта при установке блоков СВЧ в труднодоступных местах, в том числе и при их недосочленении, в условиях серийного производства, снижения конструктивных требований к точности сопряжения размеров в местах соединения с ответной частью и требований к соосности между контактной парой (врубными вилкой и розеткой).
Для достижения технического результата в коаксиально-полосковом переходе МВИА.434531.001, представляющем собой приборную розетку врубного типа, содержащем корпус с фланцем, являющимся наружным проводником, центральную жилу (гнездо), являющуюся внутренним проводником, диэлектрическую втулку, дополнительно введена контактная концентрическая пружина, имеющая электрический контакт с корпусом 1 с фланцем и образующая совместно с корпусом единый наружный проводник, при этом корпус имеет увеличенный внутренний диаметр относительного наружного диаметра корпуса ответной части. Для предотвращения смещения центральной жилы (гнезда) коаксиально-полоскового перехода при соединении и разъединении ответной части введена дополнительная диэлектрическая втулка.
Отличительным признаком предлагаемого коаксиально-полоскового перехода от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, является:
- наличие контактной концентрической пружины, имеющей электрический контакт с корпусом и образующей совместно с корпусом единый наружный проводник;
- увеличенный внутренний диаметр корпуса относительного наружного диаметра корпуса ответной части;
- наличие дополнительной диэлектрической втулки, удерживающей центральную жилу при соединении и разъединении ответной части, предотвращая ее смещение.
Предлагаемый коаксиально-полосковый переход иллюстрируется чертежами, представлен на фиг.3, 4.
На фиг.3 - сборочный чертеж коаксиально-полоскового перехода.
На фиг.4 - вид спереди коаксиально-полоскового перехода.
Коаксиально-полосковый переход (фиг.3 и 4) представляет собой приборную розетку врубного типа, содержит корпус 1 с фланцем, являющийся наружным проводником, центральную жилу (гнездо) 2, являющуюся внутренним проводником, контактную концентрическую пружину 5, диэлектрические втулки 3, 4. Контактная концентрическая пружина 5 имеет электрический контакт с корпусом 1 с фланцем и образует с корпусом единый наружный проводник.
Корпус 1 с фланцем имеет увеличенный внутренний диаметр относительно наружного диаметра корпуса ответной части коаксиально-полоскового перехода, что позволяет снизить конструктивные требования к точности сопряжения размеров в местах соединения с ответной частью и требования к соосности между контактной парой. При этом гарантированный контакт по внутренней поверхности наружного проводника при недосочленении и при нарушении соосности стыкуемых разъемов обеспечивается прижимным усилием контактной концентрической пружины 5.
Центральная жила (гнездо) 2 коаксиальной части заканчивается гнездовым контактом. Гнездо контакта имеет четыре ламели (фиг.4), что обеспечивает низкое усилие сочленения с ответным штырем и снижение требований к соосности центральных жил контактной пары, а также к несовпадению их геометрических размеров.
Диэлектрическая втулка 3 обеспечивает точное соосное расположение центральной жилы (гнезда) 2, а диэлектрическая втулка 4 удерживает центральную жилу (гнездо) 2, предотвращая ее смещение, обеспечивая тем самым достаточную прочность предлагаемого коаксиально-полоскового перехода при соединении и разъединении ответной части.
Собранный коаксиально-полосковый переход (фиг.5) через фланец корпуса 1 коаксиально-полоскового перехода жестко крепится к корпусу СВЧ-блока 6, причем конец центральной жилы (гнезда) 2 с полосковой стороны коаксиально-полоскового перехода предназначен для установки в отверстие полосковой линии 7 и присоединения к полоску методом пайки. Конец центральной жилы (гнезда) 2 с коаксиальной стороны коаксиально-полоскового перехода (гнездо) предназначен для присоединения к центральной жиле (штырю) ответной части перехода (к коаксиально-полосковому переходу СРГ-50-749 ФВ).
Работа коаксиально-полоскового перехода заключается в следующем. При сочленении коаксиально-полоскового перехода с ответной частью (коаксиально-полосковым переходом СРГ-50-749 ФВ) происходит контакт центральной жилы (гнезда) 2 с центральной жилой (штырем) 8 ответной части. В то же время контактная концентрическая пружина 5 охватывает корпус ответной части, являющийся наружным проводником, обеспечивая продольное прижимное усилие стыкуемых разъемов по всей длине сочленения коаксиально-полосковых переходов. Электрический контакт при соединении наружных проводников обеспечивается в любой точке пружины. Это позволяет обеспечить надежный электрический контакт сопрягаемых разъемов как при нарушении соосности сочленяемых СВЧ-блоков, так и при недостыковке коаксиально-полосковых переходов контактных пар на величину до 1,5 мм.
При нарушении соосности или стыковке под углом сочленяемых переходов пружина удерживает ответную часть, обеспечивая необходимую степень свободы для перемещения розетки в поперечной плоскости в пределах ±0,5 мм и при нарушении перпендикулярности в пределах ±5 град в любом направлении.
Технический результат подтверждается изготовлением опытной партии коаксиально-полосковых переходов и СВЧ-блоков - N-канальных делителей/сумматоров мощности с заявляемыми коаксиально-полосковыми переходами. Проведены проверочные испытания СВЧ-блоков, в настоящее время проводятся испытания СВЧ-блоков в составе радиолокационной станции.