Волноводная нагрузка

О П И С А Н И В 0985856ИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфев СфввтсннкСфщнаянетнчвекна(51)М. Кл. Н 01 Р 1/26 с врнсоеднненяещ заявка яи(23)йрноритет 5 вудеритюай кеюипвт июр ае аеаа взебретеиий в втирыти 1(53) УДК 621, 372. ,8 Я. ч(088. 8) Онублнковано 30.12,82 бюллетень М Ь 8 Дата онублнковання опнсання 04 .01.83(54) ВОЛНОВОДНАЯ НАГРУЗКА 1Изобретение относится к сверхвысокочастотной технике и может быть использовано в антенно-волноводных трактах мощнцх передающих устройств.Известны мощные волноводные нагрузки, содержащие короткозамкнутый отрезок волновода с установленной внутринего диэлектрической перегородкой, которая омывается с одной стороны погло.щающей жидкостью (13,Недостатками нагрузки такого типаявляются, во-первых, трудность обеспечения равномерного омывания жидкостью всей поверхности диэлектрическойперегородки, что приводит к появлениюзперегрева, вскипания и образования паровой пленки поглощающей жидкости наотдельных участках у поверхности перегородки, где выделяется подавляющаячасть энергии поступающего сверхвысо" 2 окочастотного сигнала, и, во-вторых,трудность в обеспечении герметичногокрепления пластины к стенкам волновода по всему периметру. 2Известна также волноводная нагрузка, содержащая отрезок прямоугольного волновода с короткозамцкающей стенной, внутри которого размещены диэлектрические трубки, установленные парал лельно вектору электрического поля по двум прямым, пересекающимся в направлении короткоэамцкающей стенки, и заполненные поглощающей жидкостью 2 .Недостатком этой нагрузки является то, что при средней мощности поступающего сигнала порядка сотен киловатт возникает электрический пробой входящего в нее отрезка одноволновбго вол" новода стандартного сечения с неодно- родностями в виде диэлектрических трубок с поглрщающей жидкостью. Это ограничивает возможность увеличения мощности радиопередающих устройств, особенно на высоких частотах, где попе" речное сечение одноволновых волноводов уменьшается настолько, что внутри них уже невозможно разместить диэлектрические трубки достаточно больволны концы диэлектрических трубок 3 выведены в смесительные отсеки 4, до" лолнительно размещенные на внешней поверхности боковых стенок 5 отрезка прямоугольного волновода 1Смесительные отсеки 4 снабжены патрубком 6.Волноводная нагрузка работает следующим образом.Поглощающая. жидкость поступает через патрубок 6 в смесительный отсек 4, размещенный на одной из боковых стенок 5, распределяется по диэлектрическим трубкам 3 и поступает во внутренний объем волновода 1, где происходитпоглощение энергии. Далее жидкость поступает в отсек 4 на другой боковой.стенке, где жидкость из этих диэлект"рических трубок 3 переМешивается, атемпература жидкости усредняется. Вэтом же отсеке 4 жидкость изменяетнаправление движения и вновь поступагде опять происходит поглощение энергии. Таким образом, жидкость, многократно меняя направление, проходит по всем диэлектрическим трубкам 3 теплообменника и поглощает сверхвысокочастотную энергию по всемУ объему волновода. Для обеспечения пропускания через диэлектрические трубки 3 большого объема жидкости без излучения энергии через отверстия в стенках волновода диаметр диэлектрических трубок 3 выбираются равным половине длины волны.Предлагаемая нагрузка позволяет поглотить во много раз большую мощность, чем нагрузка известной конструкции, во-первых, потому что она выполнена на многоволновом прямоугольном волноводе увеличенного сечения, электричес. кая прочность которого на два порядка выше электрической прочности одно- волнового стандартного волновода с размерами стенок мейьше одной длины волны, во-вторых, потому что в ней применено многорядное расположение трубок, обеспечивающее большее поглощение энергии на единицу длины нагрузки, чем при расположении трубок в из" вестной нагрузке, и; в-третьих, пото" му что в ней осуществлена многоходо" вая трубная система, в которой благо" даря промежуточным смесительным отсекам происходит перемешивание более горячей жидкости первых диэлектрических трубок с более холодной жидкостью задних .диэлектрических трубок, усред" няющее рабочую температуру поглощаю 3985856 4шого диаметра, способные обеспечитьнеобходимый расход жидкости для пог-;ложения большого уровня мощности. Кнедостаткам известной нагрузки отно"сится также то, что любое расположение трубок только в один ряд при ограниченной длине нагрузки не дает возможности обеспечить полное поглощение,очень большой Мощности (сотни киловатт), что приводит к перегреву зако Вроченного конца отрезка волновода иухудшению согласования нагрузки.Цель изобретения " увеличение поглощаемой мощности и улучшение согла"сования.1Для этого в волноводной нагрузке,содержащей отрезок прямоугольноговолновода с короткозамыкающей стенкой, внутри которого размещены диэлектрические трубки, установленные параллельно вектору электрического поля подвум прямым, пересекающимся в направ"ет во внутренний объем волновода 1,ленин короткозамыкающей стенки, и заполненные поглощающей жидкостью, стороны прямоугольного волновода состав" Зляют 8-12 длин волны, дополнительновведены диэлектрические трубки, расположенные в шахматном порядке междууказанными диэлектрическимитрубкамии короткозамыкающей стенкой, при этомдиаметр каждой диэлектрической труб"ки равен половине длины волны, а концы диэлектрических трубок выведены всмесительные отсеки, дополнительноразмещенные на внешней поверхностибоковых стенок отрезка прямоугольно- ффго волновода.На фиг. 1 представлена предлагаемая нагрузка, общий вид; на фиг. 2 "вид по стрелке А на фиг. 1 без смесительного отсека; на Фиг. 3 - схема.45движения поглощающей жидкости.Иощная волноводная нагрузка содержит отрезок прямоугольного волноводас короткозамыкающей стенкой 2., внутри которого размещены диэлектричес"4кие трубки 3, установленные параллельно вектору электрического гюля подвум прямым, пересекающимся в направлениикороткозамыкающей стенки 2, изаполненные поглощающей жидкостью.Стороны прямоугольного волноводв" составляют 8"12 длин волны и в него дополнительно введены диэлектрическиетрубки 3, расположенные в шахматкомпорядке между указанными диэлектричесффкими трубками 3 и короткозамыкаещейстенкой 2, Диаметр каждой диэлектрической трубки 3 равен половине длины56 617 фС. В диапазоне частот 5,0-6,0 ГгцКСВ нагрузки не превышал 1, 15.Формула иэббретенияВолноводная нагрузка, содержащаяотрезок прямоугольного волновода с .короткозамыкающей стенкой, внутрй которого размещены диэлектрические труб-ки,. установленные параллельно векторуэлектрического поля по двум прямым,пересекающимся в направлении коротко"замыкающей стенки, и заполненные поглощающей жидкостью, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышенияпоглощаемой мощности и улучшения со"гласования, стороны прямоугольноговолновода составляют 8-12 длин волныи дополнительно введены диэлектрические трубки, расположенные в шахматкомпорядке между указанными диэлектрическими трубками и короткозамыкающейстенкой, при этом диаметр каждой диэлектрической трубки равен половине.длины волны, а концы диэлектрическихтрубок выведены в смесительные отсекй,дополнительно размещенные на внешнейповерхности боковых стенок отрезкапрямоугольноГо волновода.Источники информацкипринятые во внимание при экспертизе1. Патент О 11 А Нф 3445789,кл. 333-22, 1969.2. Патент СЮА У 2669696,кл, 333"22, 1954 (прототип),: 9858 щей жидкости, что позволяет избежать в ней кризисных явлений (перегрева, вскипания, образования паровой пленки), характерных для однорядной волноводной нагрузки при больших уровнях 3 мощности. Предлагаемая нагрузка, кроме того, обладает более полным поглощением мощности по всему объему отрезка волновода, что способствует уменьшению отражения от короткозамыкающеи30 стенки и, в конечном итоге, улучшению КСВ в широком диапазоне частот.Испытан образец предлагаемой конструкции в диапазоне 5-6 ГГц, выполненный на волноводе увеличенного сечеЛэ ния (509 500 мм) с длиной клина 300 мм, В качестве поглощающей жидкости ис- . пользовалась дистиллированная вода, которая циркулировала по фторопластовым трубкам с внутренним диаметром 20 25 мм. Все Фторопластовые трубки были разделены на 5 секций по 10 фторопластовых трубок в каждой секции. При давлении жидкости 0,15 ИПа расход составил более 400 л/мин. Измерения по-И казали, что в среднем каждый рияд фторопластовых трубок ослаблял сигнал на 4 дб, при этом нагрузка работала беэ перегрева, искрений или пробоев при мощности 500 кВт, а разность тем-Зв ператур жидкости между выходом и входом каждой трубки в стационарном ре" жиме работы. нагрузки не превышала98585 б дав иакааеи Составитель Д. Разиновор А. Ворович Техред С,Мигунова Корректор ил Ре ЮЗаказ 10171/ Подписноественного комитета СССРобретений и открытий-35, Раушская наб д, 1/5 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна Тираж 6 ИИПИ Госуд по делам 5 у Москва 1