Поворотное волноводное соединение

(57) Изобретение относится к устройствам СВЧ и может быть использовано для передачи энергии между участками волноводного тракта, требующими относительного углового перемещения, Целью изобретения является уменьшение потерь и увеличение угла поворота. Шарнирное волноводное соединение содержит два отрезка желобкового волновода 4 и 5, установленных с зазором в кардановом подвесе 2. Отрезки желобкового волновода 4 и 5 расположены симметрично относительно центра углового перемещения карданового подвеса 2. 1 з,п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к техникесверхвысоких частот и может быть использовано в радиолокационных станциях, когда необходимо с малыми потерями. передать высокочастотный сигнал от неподвикной линии передачи к подвижной, поворачивающейся относительно неподвижнойв двух взаимноперпендикулярных направлениях.Известны гибкие волноводы с гладкойили гофрированной поверхностью, которыеприменяются для упрощения монтажа длинных фидерных линий с большим количествомфланцев. Но использовать их в поворотныхустройствах РЛС не представляется возможным из-за больших изгибающих моментов,возникающих при повороте выходной частитракта относительно входной,Известно поворотное соединение,В его состав вхддят входной и выходной высокочастотные тракты, включающие в себя отрезки регулярного волновода и конические рупоры, соединенныевстык, в раскрывах которых размещены диэлектрические линзы, выравнивающие сферический фронт. Конические рупорыпомещены в подшипник, в котором они вращаются относительно своей продольнойоси относительно друг друга, Основным недостатком подобной конструкции являетсяневозможность поворота выходного трактаотносительно оси входного тракта в двухвзаимно перпендикулярных направлениях,Прототипом изобретения является подвижное волноводное соединение, в которомвместо обычного дросселя использован радиальный. Подвижные концы волноводаимеют фланец, наружная поверхность которого обладает сферической формой. Фла. нец входит. в корпус такой же формы.Внутренний фланец соединен наружнымсцеплением с другим шаровым соединением, которое образует опору для всего узла,удерживая оба волновода в определенномположенИи относительно друг друга, Поскольку эта сферическая поверхность является опорным подшипником, то внутреннийфланец не соприкасается с дросселем. Кнедостатку прототипа надо отнести большие собственные потери при работе в широкой полосе рабочих частот и при большихуглах поворота выходного высокочастотного тракта относительно входного, что определяется наличием дросселя на одном изфланцев. Целью изобретения является уменьшение собственных потерь и увеличение углов поворота выходного высокочастотного тракта относительно входного, Поставленная цель достигается тем, чтов поворотном волноводном соединении, содержащем два отрезка волновода, закрепленных с зазором в шарнирном соединении, отрезки волновода,выполнены желобковыми, шарнирное соединение выполнено в виде карданового подвеса. отрезки желобкового волновода расположены симметрично относительно центра углового поверхностей.Сущность изобретения состоит в следующем, Предложенная конструкция использует свойство желобкового волновода, основанное на том, что в желобковом волноводе составляющие поля, связанные с продольными токами, весьма малы 20 Следовательнонеплотный контакт между двумя отрезками желобкового волновода или даже разнесение их на небольшое расстояние друг от друга не приводит к большим потерям КВЧ-энергии, Конкретная величина 25 зазора между торцами волноводов определяется поперечными размерами и требуемыми углами поворотов (при отсутствии контакта между торцами волноводов), Расстояние между торцами волноводов больше 2 мм нежелательно, так как при этом потери перехо 30 да становятся уже весьма значительными, При повороте торцов волноводов относительно друг друга щель с одного края уменьшается, а с другого увеличивается, При этом 35 потери на излучение увеличиваются,Уменьшить потери на излучение из места стыка можно, если сделать один торец желобкового волновода выпуклым, а другой- вогнутым, например, в виде сферы, и центр прокачки в этом случае уже не располагается между торцами желобкового вол 40 новода, а совмещен с центром сферы. Тогда при поворотах при достаточно большом диапазоне углов входного и выходного трактов 45 относительно друг друга размер щели не будет меняться, а значит,и собственные потери будут меняться в меньших пределах Широкополосность устройства обеспечивается тем, что в качестве волноведущего фидерного тракта выбран широкополосный желобковый волновод.На фиг.1 изображено устройство для передачи СВЧ-энергии через поворотное соединение.Поворотное волноводное соединение содеркит.кардановый подвес с внутренней рамкой 1, средней 2, внешней 3, в которых размещены входной отрезок желобкового волновода 4 и выходной отрезок желобкового волновода 5. 50 55 10 перемещения карданового подвеса, а смежные торцы отрезков желобкового волновода имеют форму концентрических сферических1787300 Составитель Ю.СамородовТехред М.Моргентал Корректор И Шмакова Редактор Заказ 274 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Для экспериментальной проверки был изготовлен макет. В качестве узла использовали кардановый подвес с внутренней рамкой диаметром 9 мм, внешней рамкой диаметром 20 мм. Входной тракт состоял из перехода стандартного прямоугольного волновода сечением 2,4 х 1,2 мм на желоб 2ковый волновод длиной 35 мм и с потерями 0,35 дБ и отрезка регулярного желобкового волновода длиной 30 мм. Выходной тракт состоял из такого же отрезка регулярного желобкового аолновода и перехода с желобкового волновода на стандартный прямоугольный волновод. Торцы входного и выходного тракта были разнесены на 1,2 мм (по 0,6 мм от центра прокачки карданового подвеса), что позволяло поворачивать их от, носительно друг друга на + 15 О. При соосном располо:ении трактов затухание в этом устройстве составило 1,5 дБ. При повороте одного тракта относительно другого потери увеличиваются и при достижении угла 15 составляют 2,3 дБ. КСВН при этом тоже увеличивается до 1,8. Эти значения потерь и КСВН сохраняются во всей полосе частот стандартного прямоугольного волновода, которая составляет примерно 40 о . Следует отметить, что изгибающий момент такой гибкой фидерной линии равен нулю, так как входной и выходной тракты при поворотах относительно друг, друга не соприкасаются. Прототип позволяет поворачивать выходной тракт только в секторе углов 10 О, Кроме того, из-за наличия дроссельного соединения характеристики имеют резонансный характер, и полоса рабочих частот составляет всего несколько процентов. Собственные потери в прототипе не указаны, но известно, что продольные токи. а значити собственные потери, в пря моугольном волноводе существенно больше, чем в желобковом.Таким образом, предложенная конструкция позволяет получить высокочастотный тракт с малыми вносимыми потерями 10 при повороте выходного тракта относительно входного в двух взаимно перпендикулярных направлениях на + 15. Для поворотов на большие углы торцы высокочастотных трактов необходимо разнести на большие 15 расстояния, что приводит к значительномуувеличению потерь (3 дБ), Это становится неприемлемым для многих применений,формула изобретения 20 1, Поворотное волноводное соединение, содержащее два отрезка волйовода, закрепленных с зазором в шарнирном соединении, отличающееся тем,что, с целью снижения потерь и увеличения угла 25 поворота, отрезки волновода выполненыжелобковыми, шарнирное соединение выполнено в виде карданового подвеса, а отрезки желобкового волновода расположены в виде карданового подвеса, а отрезки же лобкового волновода расположены симметрично относительно центра углового перемещения карданового подвеса,2. Соединение по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что смежные торцы отрезков же лобкового волновода имеют форму концен.трических сферических поверхностей.