RU2524848C1

RU2524848C1 - Te01 wave exciter

Info

Publication number: RU2524848C1
Application number: RU2013115588/08A
Authority: RU
Inventors: Александр Викторович Хомяков; Николай Николаевич Барыкин; Виктор Петрович Клапов; Дмитрий Сергеевич Корлюков; Евгений Васильевич Манаенков; Максим Евгеньевич Семенов
Original assignee: Открытое акционерное общество Центральное конструкторское бюро аппаратостроения
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2013-04-05
Publication date: 2014-08-10

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.

SUBSTANCE: TE₀₁ wave exciter consists of an output circular waveguide with a wall which shorts the output circular waveguide formed by a pipe section with a contact flange and mated through a board 2 with a board 3 in which there is a dead-end opening 4. Auxiliary waveguides, which are mated with the lateral surface of the output circular waveguide, are formed by the plane of the board 2 and rectangular grooves 5 made in the board 3. A mode filter, mounted in the output circular waveguide, is a plane-parallel structure with communication openings 6 made in the board 2 and arranged concentric to the axis of the output circular waveguide. An inner conductor 7 can be inserted into the output circular waveguide, wherein the outer surface of the inner conductor 7 should have electrical contact with board 2 and board 3.

EFFECT: reduced losses owing to reduction of the relative power level of other types of waves other than the TE₀₁ wave, and simple design.

6 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к волноводной и антенной технике, и может быть использовано в волноводных линиях связи.The invention relates to the field of radio engineering, namely to waveguide and antenna technology, and can be used in waveguide communication lines.

Известен возбудитель волны TE₀₁ в круглом волноводе. Конструкция данного возбудителя основана на принципе плавной деформации формы поперечного сечения волновода для получения необходимой структуры электрического поля (Устройства СВЧ: Учеб. пособие / Под ред. Д.М.Сазонова. - М.: Высшая школа, 1981 г.).Known pathogen TE ₀₁ in a circular waveguide. The design of this pathogen is based on the principle of smooth deformation of the cross-sectional shape of the waveguide to obtain the necessary structure of the electric field (Microwave Devices: Textbook / Edited by D.M.Sazonov. - M.: Higher School, 1981).

Недостатками данной конструкции являются:The disadvantages of this design are:

- технологическая сложность изготовления плавных переходов;- the technological complexity of manufacturing smooth transitions;

- большие продольные размеры возбудителя;- large longitudinal dimensions of the pathogen;

- большие вносимые потери.- large insertion loss.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является возбудитель волны TE₀₁ в круглом волноводе. Конструкция данного возбудителя основана на принципе деления мощности на 4 и параллельном питании круглого волновода через отверстия связи, находящиеся на боковой поверхности круглого волновода, геометрические оси которых расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях для получения необходимой структуры электрического поля. (Патент США №7973613, Н01P 1/16, 2011 г.).Closest to the claimed technical solution is the TE ₀₁ wave exciter in a circular waveguide. The design of this pathogen is based on the principle of dividing the power by 4 and parallel supplying the circular waveguide through communication holes located on the side surface of the circular waveguide, the geometric axes of which are located in mutually perpendicular planes to obtain the necessary structure of the electric field. (US Patent No. 7973613, H01P 1/16, 2011).

Недостатки известной конструкции:The disadvantages of the known design:

-большие поперечные размеры возбудителя;-larger lateral dimensions of the pathogen;

- необходимость выравнивания электрических длин каналов делителя мощности;- the need to align the electrical lengths of the channels of the power divider;

- высокий относительный уровень мощности других типов волн, отличных от волны TE₀₁, на выходе возбудителя.- a high relative power level of other types of waves other than wave TE ₀₁ at the output of the pathogen.

Перед авторами стояла задача создания возбудителя волны TE₀₁, лишенного перечисленных недостатков. Техническим результатом заявляемого возбудителя волны TE₀₁ является его конструктивное упрощение и уменьшение габаритных размеров при одновременном улучшении его технических характеристик.The authors were faced with the task of creating the TE ₀₁ wave pathogen, devoid of the above disadvantages. The technical result of the claimed pathogen wave TE ₀₁ is its structural simplification and reduction of overall dimensions while improving its technical characteristics.

Задача решена за счет того, что у возбудителя волны TE₀₁, содержащего входной волновод, выходной круглый волновод, стенку, закорачивающую выходной круглый волновод и перпендикулярную его оси, к наружной боковой поверхности выходного круглого волновода вдоль окружности, образующей боковую поверхность выходного круглого волновода, пристыкованы не менее трех вспомогательных волноводов, расположенных на одинаковом расстоянии от стенки, закорачивающей выходной круглый волновод, при этом вектор электрического поля вспомогательных волноводов параллелен стенке, закорачивающей выходной круглый волновод, один из вспомогательных волноводов является входным волноводом возбудителя волны TE₀₁, а другие закорочены.The problem is solved due to the fact that the pathogen TE ₀₁ , containing an input waveguide, an output circular waveguide, a wall shorting the output circular waveguide and perpendicular to its axis, is docked to the outer side surface of the output circular waveguide along a circle that forms the side surface of the output circular waveguide at least three auxiliary waveguides located at the same distance from the wall shorting the output circular waveguide, while the electric field vector of the auxiliary waveguides s parallel to the wall, the output shorting the circular waveguide, one of the subsidiary waveguide is an input waveguide exciter TE ₀₁ waves, and the other shorted.

Вспомогательные волноводы равно расположены по окружности вдоль наружной боковой поверхности выходного круглого волновода.The auxiliary waveguides are equally spaced along the outer lateral surface of the output circular waveguide.

Вспомогательные волноводы выполнены в виде прямоугольных волноводов.Auxiliary waveguides are made in the form of rectangular waveguides.

В составе возбудителя волны предусмотрен модовый фильтр.As part of the pathogen wave mode filter is provided.

Модовый фильтр выполнен в виде плоско-параллельной структуры с отверстиями связи, расположенными концентрично к оси выходного круглого волновода.The mode filter is made in the form of a plane-parallel structure with communication holes located concentrically to the axis of the output circular waveguide.

В выходном круглом волноводе предусмотрен внутренний проводник круглого сечения, расположенный коаксиально выходному круглому волноводу, причем внешняя поверхность внутреннего проводника электрически соединена с модовым фильтром и стенкой, закорачивающей выходной круглый волновод.An circular circular conductor located coaxially with the circular circular output is provided in the output circular waveguide, the external surface of the internal conductor being electrically connected to the mode filter and the wall shorting the output circular waveguide.

Заявляемый возбудитель волны TE₀₁ обладает совокупностью существенных признаков, не известных из уровня техники для изделий подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения.The inventive pathogen wave TE ₀₁ has a combination of essential features not known from the prior art for products of this purpose, which allows us to conclude that the criterion of "novelty" for the invention.

Предложенный возбудитель волны TE₀₁, по мнению заявителя и авторов, соответствует критерию «изобретательский уровень», т.к. неизвестен из доступных источников научной, технической и патентной информации на дату подачи заявки.The proposed pathogen wave TE ₀₁ , according to the applicant and the authors, meets the criterion of "inventive step", because unknown from available sources of scientific, technical and patent information at the filing date.

Сущность изобретения поясняется с помощью чертежей, где:The invention is illustrated using the drawings, where:

- на фиг.1 представлена конструкция возбудителя волны TE₀₁;- figure 1 shows the design of the exciter wave TE ₀₁ ;

- на фиг.2 представлена конструкция возбудителя волны TE₀₁ с введенным в выходной круглый волновод внутренним проводником;- figure 2 shows the design of the TE ₀₁ wave exciter with an inner conductor inserted into the circular output waveguide;

- на фиг.3 представлено формирование волны TE₀₁ в выходном круглом волноводе с помощью вспомогательных волноводов.- figure 3 shows the formation of the wave TE ₀₁ in the output circular waveguide using auxiliary waveguides.

Возбудитель волны TE₀₁ состоит из выходного круглого волновода со стенкой, закорачивающей выходной круглый волновод, образованный участком трубы с контактным фланцем 1 и пристыкованной через плиту 2 плитой 3, в которой выполнено глухое отверстие 4.The TE ₀₁ wave exciter consists of an output circular waveguide with a wall shorting the output circular waveguide formed by a pipe section with a contact flange 1 and a plate 3 joined through a plate 2, in which a blind hole 4 is made.

Вспомогательные волноводы, пристыкованные к боковой поверхности выходного круглого волновода, образованы плоскостью плиты 2 и пазами 5 прямоугольной формы, выполненными в плите 3.Auxiliary waveguides, docked to the side surface of the output circular waveguide, are formed by the plane of the plate 2 and the grooves 5 of a rectangular shape made in the plate 3.

Модовый фильтр, установленный в выходном круглом волноводе, представляет собой плоскопараллельную структуру с отверстиями 6 связи, выполненными в плите 2 и расположенными концентрично к оси выходного круглого волновода.The mode filter installed in the output circular waveguide is a plane-parallel structure with communication holes 6 made in plate 2 and arranged concentrically to the axis of the output circular waveguide.

В выходной круглый волновод может быть установлен внутренный проводник 7, при этом внешняя поверхность внутреннего проводника 7 должна иметь электрический контакт с плитой 2 и плитой 3.An inner conductor 7 can be installed in the output circular waveguide, while the outer surface of the inner conductor 7 must have electrical contact with the plate 2 and the plate 3.

Возбудитель волны TE₀₁ работает следующим образом.The causative agent of the wave TE ₀₁ operates as follows.

Волна ТЕ₀₁, распространяющаяся во входном волноводе, возбуждает в выходном круглом волноводе волну TE₀₁, а также другие типы волн, способных распространяться в выходном круглом волноводе.The TE ₀₁ wave propagating in the input waveguide excites the TE ₀₁ wave in the output circular waveguide, as well as other types of waves that can propagate in the output circular waveguide.

Волны, распространяющиеся в выходном круглом волноводе, возбуждают волны ТЕ₀₁ в каждом из вспомогательных волноводов.The waves propagating in the output circular waveguide excite TE ₀₁ waves in each of the auxiliary waveguides.

Эти волны, распространяясь во вспомогательных волноводах и отражаясь от закороченных участков, также возбуждают в выходном круглом волноводе волну TE₀₁ и другие типы волн, способных распространяться в выходном круглом волноводе.These waves, propagating in auxiliary waveguides and reflected from shorted sections, also excite TE ₀₁ and other types of waves that can propagate in the output circular waveguide in the output circular waveguide.

Длины закороченных вспомогательных волноводов выбираются из соображений взаимного сложения в выходном круглом волноводе волн волн остальных типов.The lengths of the shorted auxiliary waveguides are selected from considerations of mutual addition in the output circular waveguide of waves of other types.

Модовый фильтр, предназначенный для дополнительного ослабления волн, отличных от волны TE₀₁, распространяющихся в выходном круглом волноводе, обеспечивает их отражение с последующим преобразованием в волну TE₀₁.A mode filter designed to further attenuate waves other than TE ₀₁ waves propagating in the output circular waveguide, provides their reflection with subsequent conversion to TE ₀₁ wave.

Формирование волны TE₀₁ в выходном круглом волноводе с соосно установленным в нем внутренним проводником аналогично описанному выше.The formation of the TE ₀₁ wave in the output circular waveguide with the inner conductor coaxially mounted in it is similar to that described above.

Для подтверждения правильности выбранного технического решения были изготовлены опытные образцы возбудителя волны TE₀₁ Ка диапазона, у которых получены следующие технические характеристики:To confirm the correctness of the chosen technical solution, prototypes of the TE ₀₁ Ka wave exciter were produced, for which the following technical characteristics were obtained:

- максимальная полоса рабочих частот - не менее 0,05f₀;- the maximum operating frequency band is not less than 0.05f ₀ ;

- КСВН -не более 1,2;- VSWR - not more than 1.2;

- вносимые потери - не более 0,1 дБ.- insertion loss - not more than 0.1 dB.

На основании произведенных испытаний можно сделать вывод, что возбудитель волны TE₀₁ по своим электрическим характеристикам не только не уступает аналогам, но и превосходит их по габаритным и электрическим характеристикам.Based on the tests performed, it can be concluded that the TE ₀₁ wave exciter, in terms of its electrical characteristics, is not only inferior to its analogues, but also surpasses them in overall and electrical characteristics.

На предприятии разработан комплект конструкторской документации на заявляемый возбудитель волны TE₀₁. Изготовлена опытная партия изделий, успешно прошедшая испытания, что подтверждает соответствие заявляемого решения критерию «промышленная применимость» для изобретения.The company has developed a set of design documentation for the claimed pathogen wave TE ₀₁ . An experimental batch of products was produced that successfully passed the tests, which confirms the compliance of the proposed solution with the criterion of "industrial applicability" for the invention.

Claims

1. Возбудитель волны TE₀₁, содержащий входной волновод, выходной круглый волновод, стенку, закорачивающую выходной круглый волновод и перпендикулярную его оси, отличающийся тем, что к наружной боковой поверхности выходного круглого волновода вдоль окружности, образующей боковую поверхность выходного круглого волновода, пристыкованы не менее трех вспомогательных волноводов, расположенных на одинаковом расстоянии от стенки, закорачивающей выходной круглый волновод, при этом вектор электрического поля вспомогательных волноводов параллелен стенке, закорачивающей выходной круглый волновод, один из вспомогательных волноводов является входным волноводом возбудителя волны TE₀₁, а другие закорочены.1. The causative agent of the TE ₀₁ wave, comprising an input waveguide, an output circular waveguide, a wall shorting the output circular waveguide and perpendicular to its axis, characterized in that at least one adjacent to the outer lateral surface of the output circular waveguide along the circle forming the side surface of the output circular waveguide three auxiliary waveguides located at the same distance from the wall shorting the output circular waveguide, while the electric field vector of the auxiliary waveguides is parallel flax wall outlet shorting circular waveguide, a subsidiary waveguide is an input waveguide TE wave exciter _01, and the other shorting.

2. Возбудитель волны TE₀₁ по п.1, отличающийся тем, что вспомогательные волноводы равно расположены по окружности вдоль наружной боковой поверхности выходного круглого волновода.2. The causative agent of the wave TE ₀₁ according to claim 1, characterized in that the auxiliary waveguides are equally spaced around the circumference along the outer side surface of the output circular waveguide.

3. Возбудитель волны TE₀₁ по п.2, отличающийся тем, что вспомогательные волноводы выполнены в виде прямоугольных волноводов.3. The causative agent of the wave TE ₀₁ according to claim 2, characterized in that the auxiliary waveguides are made in the form of rectangular waveguides.

4. Возбудитель волны TE₀₁ по п.3, отличающийся тем, что в его составе предусмотрен модовый фильтр.4. The causative agent of the wave TE ₀₁ according to claim 3, characterized in that it comprises a mode filter.

5. Возбудитель волны TE₀₁ по п.4, отличающийся тем, что модовый фильтр выполнен в виде плоскопараллельной структуры с отверстиями связи, расположенными концентрично к оси выходного круглого волновода.5. The causative agent of the wave TE ₀₁ according to claim 4, characterized in that the mode filter is made in the form of a plane-parallel structure with communication holes located concentrically to the axis of the output circular waveguide.

6. Возбудитель волны TE₀₁ по п.5, отличающийся тем, что в выходном круглом волноводе предусмотрен внутренний проводник круглого сечения, расположенный коаксиально выходному круглому волноводу, причем внешняя поверхность внутреннего проводника электрически соединена с модовым фильтром и стенкой, закорачивающей выходной круглый волновод. 6. The causative agent of the TE ₀₁ wave according to claim 5, characterized in that an circular circular conductor located coaxially with the circular circular output waveguide is provided in the output circular waveguide, the external surface of the internal conductor being electrically connected to the mode filter and the wall shorting the output circular waveguide.