Гибкий волновод

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК АЗ 179 1 Р 3/16 НТУ К П льскии институт раовиков и О.Е,Столельский институт раьство СС, 1967,4 - 91822,ктриче- льзова- трактов ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(56) 1, Авторское свидеМ 333642, кл. Н 01 Р 52, Заявка Японии йкл, Н 01 Р 3/16, 1979.3. Заявка ЕР М 030кл, Н 01 РЗ/16,1989. Изобретение относится к.диэле ским волноводам и может быть испо но при разработках волноводных мм диапазона в системах связи.Известны гибкие диэлектрические волноводы (ГДВ) иэ полимера в виде волноведущих стержней или трубок, однако поле в указанных волноводах не защищено от внешних воздействий.Известен ГДВ, состоящий из волноведущей части, ленточной намотки из поглотителя электромагнитного экоана и дополнительной внешней защитной оболочки. Однако в указанном волноводе при фильтрации параэитных мод слоем поглотителя происходит увеличение погонных потерь на основной моде волнрвода за счет перераспределения части поля к оболочке иэ поглотителя,Кроме того, при резких изгибах волновода возможно расхождение витков намотки, как поглощающей, так и экранирующей, что ведет к ухудшению электрической экранировки волновода.(54) ГИБКИЙ ВОЛ НОВОД(57) Использование: волноводные тракты мм-диапазона в системах связи. Сущность изобретения: гибкий волновод содержит волноведущий стержень 1, окруженный защитным слоем 2, На защитный слой 2 намотана лента из поглощающего материала 3, на которую намотаны лента из металла 4 и внешний защитный слой из каучуковой композиции 5, Приведены выражения для выбора размеров ленты из поглощающего материала 3 и ленты из металла 4, 3 ил. Цель изобретения - уменьшение погон- йф ных потерь при фильтрации паразитных мод волновода, а также улучшение электрической экранировки при резких изгибах.Указанная цель достигается тем, что в ф ГДВ с волноведущей частью защитная обо- О лочка выполнена с внутренней ленточной на- ф моткой из поглощающего материала шириной Зт 1 а4 т 1, где 11 - шаг намотки, и О толщиной Ь %20, где 3 - площадь р поперечного сечения волноведущей части, а также внешней ленточной металлической намоткой, например из фольги, шириной ЗТ 2 Ь4 т 2, где т 2 - шаг намот- (4 ки, причем снаружи намотка закреплена слоем каучуковой композиции.Применение металлизэции с целью экранировки и поглотителей широко известно из литературы по линиям связи. Однако указанная геометрия поглотителя, достаточно тонкого по сравнению с площадь волноведущей части, позволяет сохранить без изменения распределение оптической плотностипо сеченио волноведа, а значит, распределение поля основной моды и Обеспечить фильтрацио паразитных мод без увеличения погонных потерь основной волны, что является новым свойством.Кроме того, указанное вьЕполнение металлической экранировки и поглотителя гарантирует полную электрическую защиту при резких изгибах, что такке является положительным свойством.В результате предложенное техническое решение соответствует крТерио "существенные отличия",На фиг,1 - 3 изображенц возможные варианты экраИроваеецх профилей ГДВ,ПредложеныЕ 1 волновод представляет собой волноведущий стержень 1 произвольной конфигурации, окруженный защитным слоем 2, Последний может представлять собой либо вспененный полимер с относительной дизлектриеской проницаемостьОя, близкой к диэлектрической проницаемости воздуха (фиг,1), либо танкуо защитнуюоболочку, из полимера, Окружающуо волноеЗедущиЙ с/О вместе с ОкрукзОщим Оговоздуецнцм или пенистым заполнением,(фиг.2, 3), Поле канализируемой волны вГДВ, изображенных на фиг,1 - 3, сосредоточено о центральной части поперечного профиля волновода и практически отсутствует 30нс Пер 5 лфериЕл зацитного сло 5 2,Снаруки слоя 2 намотана тонкая лентаиз поглощающего материала 3, например,полиимидная пгенка с напылением порошка из окИслов железа, далее на поглощаЕощую пленку намотана тонкая ленточнаяметаллическая фольга или металлИзированный лавсан 4, Снаружи намотка скреплена де-коративным слое каучуковой композиции 5, чтоулучшаетэластичность всего волновода. В ряде 40случаев для дополнелтегьного закреплениянамотки используется полиэфирная нить 6.Для обеспечения надежной электрическойэкранИровки, т.е; гарантированной сплошнойметаллической поверхности в зашитной оболочке при резких изгибах ГДБ металлическаянамотка 4 вьполнена с глубоким перекрытием.а аТак, шаг намотки е составляет --- , где а3 4- ширина металлизированной ленты, Указанньй шаг позволяет обсспечить сплошнуюметаллизацию в оболочке ГДВ при изгибепоследнего с радиусами Ре:. 20 и менее,где Л - длина волны.Дальнейшее уменьшение шага металлической намотки нецелесообразно ввиду свя.занЕОГО с этиел ухудшением эластичностиГДВ и необходимости экономИи ленточнойфольги,ГДВ, защитная оболочка которого покрыта металлической пленкой, представляет собой металлодиэлектрический волновод, в котором помимо основной моды - поверхностной волны, могут возникать т,н. "металлические мОды, т.е, моды полОГО металлического вол новода, в данном случае являЕощиеся паразитными. Таким образом ГДВ с металлизированной оболочкой становится многомодовым волноводом. Вероятность возникновения параэитных мод особенно велика при изгибах ГДВ.При этом нарушается равномерность амплитудно астоте 5 ой характеристики, возникает нестабильность модуля коэффициента передачи и фазы в канализируемой волне. Чтобы избежать этого необходимо обеспечить фильтрацио паразитных мод, для чего в данной конструкции служит внутренний слой поглотителя 3, нанесенный под металлизацию 4.Все применяемые в настоящее время поглотители представляют собой смолы, лИбо полимерц с наполнением (Окислы железа, графит и т.п.). 4"Диэлектрическая проницаемость указанных латериалов соизмерима или гораздо больше диэлектрической проницаемости волноведущей части ГДВ. В связи с этим при достаточной толщине поглотителя возникает опасность искажения распределения оптической плотности в поперечном се 5 ении ГДВ и "отсоса" значительной части поля на оболочку, При этом возрастают погонные потери в волноводе, Чтобы избежать этого явления толщина поглотителя Ь (слой 3) должна быть достаточно тонкой по сравнению с площадью поперечного сечения волноведущей части Я (слой 1). Расчеты и эксперИментц показывают, что для передачи поверхностной волны без искажений Ь не должно превосходить Ъ/20, При этом тангенс угла диэлектрических потерь слоя 3 должен быть достаточно вегик, (сц д . 0,5), чтобц обеспечить надежную фильтрацию (затухание) паразитных мод.Указанные требования к поглотителю удобнее всего реализовать в виде ленточной наметки, причем ширина поглощающей ленты лекит в пределах:312Ь412, гдет 2- шаг намотки.В этом случае, также как и для металлической намотки, при изгибе ГДВ с радиусаЛи Я 201 в защитной оболочке гарантирована сплошная поглощающая поверхность, надежно фильтрующая паразитные типы волн;Конкретный образец волновода со звездообразным волнсведущим слоем в оболочке из очищенного полиэтилена с радиусом1794264 луча слоя 1-15 мм и внешним радиусом слоя 5-18 мм (толщина лент из металла и поглотителя - 0,1 мм при ширине 35 мм) испытывался в диапазоне 32 + 37 Ггц. Во всем диапазоне образец имел погонные потерИ не хуже 0,5 дб/м, т.е. не хуже, чем беэ оболочки, При изгибах с радиусом В =201 (А - длина волны) волновод имел экранировку не хуже - 60 дб при нестабильности Формула изобретения Гибкий волновод, содержащий волноведущую часть, защитную оболочку, выполненную в виде намотки ленты иэ поглощающего материала, на которой размещена намотка ленты из металла, и внешний защитный слой, отл и ча ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения погонных потерь и улучшения экранировки при резких модуля коэффициента передачи не хуже 0,1 дб и нестабильность фазы не хуже 0,5.Таким образом, предложенная конструкция ГДВ позволяет, по сравнению с прототипом, при надежной фильтрации параэитных мод обеспечить передачу поля основной моды без искажений и увеличения потерь, а также улучшить экранировку волновода при резких изгибах,10 изгибах, ширина а 1 и толщина Ь ленты из поглощающего материала лежит в пределах 15 311а 1 411: ЬЧЯ /20, где ц - шаг намотки; 5 - площадь поперечного сечения волноведущей части, ширина а 2 ленты из металла лежит в пределах Зт 2а 2412, где 12 - шаг намотки, а в качестве материала внешнего защитного слоя использована каучуковая композиция,1794264Составитель О.Столерова Редактор , Техред М.Моргентал Корректор О.Гус аказ 533 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 10