Сверхвысокочастотная нагрузка

(51)5 госуддРственный комитетПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ине,А.Б 1972 УЗКА изме- парая вращением регулиК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Уральское производственное объние "Вектор"(56) Авторское свидетельство СССРМ 513429, кл. Н 01 Р 1/24, 1976,Патент США М 3634784, кл. 333-22(57) Использование; устройство радирительной техники, радиолокации и а Изобретение относится к радиотехнике сверхвысоких частот (СВЧ) и может использоваться в различных устройствах радиоиэмерительной техники, радиолокации и радиоаппаратуры средств связи в качестве конечной коаксиальной СВЧ нагрузки с регулируемым согласованием.Известна коаксиальная нагрузка, содержащая разъем для подключения к коаксиальному тракту, внутренний проводник, цангу осуществляющую контакт с проводящим слоем резистора, корпус, состоящий иэ входной, оконечной и контактной частей, контактную цангу с пружиной и крышкой и регулировочный винт, свободно вращающийся в опорной втулке, имеющей жесткий цанговый хвостовик, обеспечивающий прочное сцепление опорной втулки с резистором. Рассогласование устраняется перемещением резистора,тура средств связи. Сущность изобретения: сверхвысокочастотная нагрузка содержит закороченный отрезок коаксиальной линии, внутренний проводник которой представляет собой поверхностный резистор в виде диэлектрической трубки с нанесенным резистивным слоем, В диэлектрической трубке установлен с возможностью осевого перемещения металлический стержень. Металлический стержень электрически соединен с закороченным концом отрезка коаксиальной линии, Приведены соотношения размеров элементов устройства. 1 ил. которое производитсровочного винта,Недостатком коаксиальной нагрузки является ускоренный износ резистивного слоя при его механическом контакте с цангой во время регулировочных перемещений, что снижает надежность работы устройства, Кроме тсго, конструкция последнего не позволяет изменять уровень отраженной энергии в широких пределах, что снижает технологические возможности устройства.Наиболее близким по технической сущности к заявленному объекту является коаксиальная СВЧ нагрузка, содержащая эакороченный на конце отрезок коаксиальной линии, внешний проводник, внутренний проводник в виде диэлектрической трубки с нанесенным на ее внешней поверхности реэистивным слоем.Внутри диэлектрической трубки аксиально установлен металлический стержень,имеющий электрический контакт с концомрезистивного слоя со стороны входногоразъема нагрузки.Изменением диаметра металлическогостержня достигается изменение дйапаэонарабочих частот и/или изменение величиныКСВ в заданной частотной точке.Недостатком устройства является узкийдиапазон регулирования КСВН из-за влияния даже при технологически.труднодостижимом малом диаметре,Целью изобретения является расширениетехнологических возможностей устройства путем увеличения диапазона регулированияКСВ Н и перестройки частот согласования дляпятидесятиомного тракта.Поставленная цель достигается тем, чтов сверхвысокочастотной нагрузке содержится за короченный на конце отрезок коаксиальной линии, внутренний проводник которогопредставляет собой поверхностный резисторв виде диэлектрической трубки с нанесеннымна ее внешней поверхности реэистивнымслоем и с металлическим стержнем внутринее, электрически соединенным одним концом с резистив ным слоем, в котором согласноизобретению стержень электрически соединен с короткозамкнутым концом отрезка линии и установлен с возможностью осевогоперемещения, толщина стенки трубки равнаполовине ее внутреннего диаметра, а последний равен диаметру стержня, внешнийпроводник выполнен со ступенчатым изменением диаметра, величина которого на участке длиной 0,084 4 Р от входного концарезистивного слоя равна 2,3 б, а на остальномучастке резистивного слоя равна 1,41,60, длина резистивного слоя равна0,243 Яср где А ср - средняя длина волны диапазона перестройки; б - наружный диаметр трубки, а относительнаядиэлектрическая проницаемость материалатрубки определяется из условия 3е 4,Сравнение заявляемого техническогорешения с прототипом позволило установить его соответствие критерию "новизна",Известны технические решения (1), содержащие частично металпизированныйдиэлектрический стержень с возможностьюперемещения вдоль оси, размещенный аксиально с полым резистором во внутреннемпроводнике. Перемещение стержня обеспечивает регулирование уровня отраженнойэнергии от нагрузки. Однако малый уровеньметаплизации стержня, отсутствие электрического контакта между металлическимичастями стержня и резистивным слоем не. трубки находится в пределах 3е 4, Нагрузка также содержит цапфу 5, неподвижно контактирующую с внешним 50 проводником,б и резистивным слоем 4. Втрубке 3 размещен с возможностью бесконтактного осевого перемещения регулирующий металлический стержень 7, положениекоторого внутри трубки 3 фиксируется контргайками 8, 9, Электрическая связь регулирующего стержня 7 с внешним проводником 6 осуществлена на закороченном конце коаксиальной линии.устройство работает следующим образом. 102025 30 35 40 обеспечивает широкий диапазон регулирования КСВН, Кроме того, устройство не позволяет обеспечить высокое согласование.Недостатками известного устройства по (1) являются также частичная утечка энергии через диэлектрический стержень, сложность конструкции механизма регулировки,что снижает надежность работы устройства.Заявленная же совокупность существенных признаков позволяет достичь поставленную цель и качественно болеевысокие характеристики устройства в сравнении с рассмотренным выше известным техническим решением, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленной СВЧнагрузки критерию "существенные отличияИсследования заявляемого устройства показали, что по сравнению с прототипом оно имеет следующие преимущества:- значительно сокращается трудоемкость регулирования параметров нагрузки. Если в устройстве по патенту США изменение диаметра стержня производится методом замены стержня с частичным демонтажом устройства, то в заявленном устройстве регулирование конструктивно просто осуществляется изменением глубины погружения стержня в полость резистора;- регулирование параметров в заявленной нагрузке возможно во время подачи СВЧ энергии на ее вход;- увеличивается диапазон регулирования уровня отраженной энергии.На чертеже изображена предлагаемая нагрузка, разрез,СВЧ нагрузка представляет собой закороченный на конце отрезок коаксиальной линии и содержит коаксиальный разъем 1 для подключения к коаксиальному тракту,внутренний проводник 2, представляет собой поверхностный резистор в виде диэлектрической трубки 3, на которую нанесенслой 4, Толщина стенки трубки 3 равна половине ее внутреннего диаметра, относительная диэлектрическая проницаемостьПри подаче на вход отрезка коаксиальной линии энергии электромагнитного поля в случае выдвинутого из полости резистора 3 регулирующего стержня 7 значительная часть энергии рассеивается (поглощается) 5 на резистивном слое 4. Но так как нагрузкой этого отрезка линии является короткое замыкание, то имеет место значительный уровень отражения, При введении стержйя 7 в полость резистора 3 входное сопротивле ние Ех 1 (Ех 1 - сопротивление между резистивным слоем 4 и внешним проводником 6 в сечении торца ст -.жня 7 на расстоянии 1 от конца нагрузки) изменяется, а именно: активная составляющая его возрастает, до стигая при длине 11 = Йр/10 величины в десятки Ом (11 - длина введенной в полость резистора 3 части стержня 7, Яр-средняя длина волны диапазона перестройки), а реактивная составляющая практически стано вится равной нулю (реэонанс). Наступает согласование.При дальнейшем введении стержня 7 активная и реактивная составляющие сопротивления Ех 1 быстро возрастают, обус лавливая возрастание уровня отраженной энергии и увеличение КСВН. Вместе с тем при регулировании 11 обеспечивается согласование в других точках частогного диапазона, т.е. нагрузка мажет быть использована на 30 других частотах в качестве регулятора уровня отраженной энергии,Полное перекрытие резистивного слоя 4 стержнем 7 обеспечивает максимальное отражение энергии, КСВН резко возрастает. 35Кроме того, нагрузка может быть настроена с КСВ Н=1 в любой точке диапазона частот от 0,33 асср. до 1,67 асср. регулированием глубины погружения 1 стержня 7 в полость резистора 3, Согласование нагрузки с КСВН - 1,02-1,05 (расчег) обеспечивается при 1 - 0,8-0,12 ЯсрФормула изобретения Сверхвысокочастотная нагрузка, содержащая отрезок коаксиальной линии, зако роченный на конце, внутренним и роводником которого я вля ется поверхностный резистор, выполненный в виде диэлектрической трубки с нанесенным на ее внешнюю поверхность резистивным слоем, и металлический стержень, расположенный внутри диэлектрической трубки и электрически соединенный одним концом с резистивным слоем, отл и ч а ю ща я с я тем, что, с целью увеличения диапазона регулирования коэффициента стоячей волны и перестройки частоты согласования в 50-омном тракте, металлический стержень одним концом электрически соединен с короткозамкнутым концом отрезка коаксиальной линии и установлен с возможностью осевого перемещения, толщина стенки диэлектрической трубки равна половине ее внутреннего диаметра, который равен диаметру металлического стержня, внутренний диаметр О внешнего проводника отрезка коаксиальной линии на участке длиной 0,084 1 р от входного конца резистивного слоя равен 2,3 б, а на остальной длине резистивного слоя выбран из соотношения 0 =(1,4-1.6)б, где Яср - средняя длина волны диапазона перестройки, б - наружный диаметр диэлектрической трубки, причем длина резистивного слоя равна 0,243 4 р, а относительная диэлектрическая проницаемость е материала диэгектрической трубки соответствует условию 3 я (4.