Волноводное вращающееся сочленение

(19 Р 1/О 1)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТВ терь энергии при использовании гофрированных волноводов на волне ЕН 1. Волноводное вращающееся сочленение содержит два отрезка 1 и 2 гофрированного волновода круглого поперечного сечения, работающего на волне ЕН 11, сочлененных между собой торцами, перпендикулярными их оси 3 с возможностью относительного осевого вращения. Цель изобретения достигается за счет того, что отрезки 1 и,2 вол новода расположены с сохранением периодичности гофрирования по длине и обращенныедруг к другу торцы отрезков 1 и 2 расположены в сечениях, соответствующих максимальному внутреннему диаметру в плоскости симметрии впадины гофра, что вносит наименьшее локальное изменение волнового сопротивления, а следовательно, и наименьшее отражение и обуславливает минимальное возбуждение паразитных типов волн. 6 ил,К.,Цибизо(57) Изобретение относится к рсверхвысоких частот и можетзо вано в вол но водн ых трасредств диапазонов сантимиллиметровых волн. Цель - по Я СО адиотехнике быть испольктах радио- метровых и вышение поИзобретение относится к радиотехнике . волне ЕН 11, произвольный выб СВЧ и может быть использовано в водно- котором выполняется сочлене водных трактах радиосредств диапазонов дов, приводит к неоптимальн сантиметровых и миллиметровых волн,зрения потерь энергии построИзвестны волноводные вращающиеся, водного вращающегося сочле сочлейения, содержащие два идентичных . ствие существенной зависим отрезка волновода, имеющих круглое попе- волны ЕН 11 во вращающемся речное сечение, соединенных между собой от местоположения и констру торцами, перпендикулярными их оси, с воэ- полнения сочленения волново можностью осевого вращения. Основным Цель изобретения - умень рабочим элементом такого волноводного энергии во вращающемся соч вращающегося сочленения является коль- использовании гофрированных цевое сочленение между двумя отрезками на волне ЕН 11.волновода.Однако при использовании в таких вол-новодных вращающихся сочленениях гоф- торированных волноводов, работающих на в и Поставленная цель достигается тем, чторец каждого отрезка волновода выполненлоскости симметрии впадины гофра.(56) Саусворт Дж,К. Принципыния волноводной передачиское радио, 1955, с.384-385.Авторское свидетельство СЬВ 1075335, кл. Н 01 Р 1/06, 198 ор сечения, в ние волновоому с точкиению волнонения вслед- Ь ости потерь бдсочленении (Ь ктивного выдав. шение потерь ленении приВолноводов15 20 25 30 35 40 45 50 55 На фиг,1 схематически изображен вариант конструктивного исполнения волнаводного вращающегося сочленения, продольное сечение; на фиг.2 и 3 - структура магнитного и электрического поля волны ЕН 11 в круглом гофрированном волноводе. соответственно; на фиг,4 - расчетная зависимость нормированных значений потерь энергии и волны ЕН 11 в сочленении гофрированного волновода от значений нормированной продольной координаты местоположения сочленения; на фиг,5 и 6 - результаты резонансных измерений потерь энергии волны ЕН 11 в сочленении круглых гофрированных волноводов для различных случаев выполнения сочленения,Волноводное вращающееся сочленение представляет собой два отрезка 1 и 2 волновода круглого поперечного сечения. волноведущие каналы которых идентичны и имеют кольцевое периодическое гофрирование, Отрезки сочлнены между собой торцами, перпендикулярными их оси 3, с вазможностью относительного осевого вращения (фиг.3). Основным рабочим элементом вращающегося сочленения является кольцевое .сочленение 4 между отрезками волновода (элементы конструкции 5 имеют вспомогательный характер и приведены на фиг,1 в иллюстративных целях) Рабочим типом волны вращсочленения является волна ЕН 11. Структура магнитного и электрического полей волны ЕН 11 в круглом гофрированном волноводе представлена соответственно на фиг.2 и 3 (структуры полей получены с помощью расчета на ЭВМ с использованием известного алгоритма), Снижение потерь энергии волны ЕН 11 в волноводном вращающемся сочленении достигается за счет выполнения торца каждого отрезка волновода в плоскости симметрии впадины гофра (фиг,1). Следствием такого выполнения являются два основных фактора,Отрезки волноводов во вращающемся сочленении располагаются с сохранением периодичности гофрирования по длине вращающегося сочленения. В этом случае сочленение валноводов вносит наименьшее локальное изменение волнового сопротивления, а следовательно, и наименьшее отражение. При работе в многомодовом режиме такбе расположение отрезков волновода обуславливает, кроме того, минимальное возбуждение параэитных типов волн, а следовательно, обеспечивает минимизацию потерь на преобразование рабочей волны . ЕН 11,в высшие моды,Торцы отрезков 1 и 2 волновода, (г следовательно, и плоскость сочленения) соответствуют максимальному внутреннему диаметру гофрированного волновода (как показано на фиг,1), Выбор такогоместоположения сочленения определяетсяхарактером распределения продольных токов на боковой поверхности круглого гофрированного волновода по координате,проходящей вдоль оси волновода,На фиг,4 представлена расчетная зависимость нормированных значений потерьэнергии волны ЕН 11 в сочленении круглогогофрированного волновода от нормированных.значений продольной координаты Л/Тместоположения сочленения в пределах одного периода структуры, Значение Л/Т =- 0(так же, как и 2/Т =- 1) соответствует минимальному внутреннему сечению волновода,а значение 2/Т = 0,5 - максимальному внутреннему сечению волновода. Нормировкапотерь проведена к значению потерь в сочленении при 7/Т =-. О. Из фиг.4 видно, чтопри Е/Т =- 0,5, т.е, в сечении, соответствующем максимальному внутреннему сечениюволновода, потери волны ЕН 11 в сочлененииминимальны,Расчет проведен для волновода, имеющего следующие основные параметры: максимальный внутренний диаметр 95,7 мм,глубина гофра 17,85 мм, период гофра 20,0мм, на частоте 6,85 ГГц. Для расчета использован упомянутый выше алгоритм.На фиг.5 и 6 представлены результатыизмерения частотной зависимости затухания Ас волны ЕН 11, вносимого кольцевымсоосным сочленением отрезков круглогогофрированного волновода для различныхзначений ширины сочленения А (фиг,1).Фиг.5 относится к случаю выполнениясочленения в максимальном сечении волновода, а фиг.б - к случаю выполнения сочленения в минимальном сечении волновода,Цифрами 1, 2 и 3 на обоих графиках обозначены кривые, относящиеся, соответственно,к значениям Ьс = 0,17 мм; 0,5 мм; 1,0 мм,Таким образом, сочленение в максимальном сечении волновода (фиг:5) вносит существенно мен ьшее затухание, чемсочленение в минимальном сечении волновода (фиг.б), что подтверждает расчетныерезультаты. Измерения выполнены резонансным методом на макете вращающегосясочленения, выполненного из меди и имекщего следующие геометрические размеры:максимальный внутренний диаметр 99.95мм, глубина гофра 15,22 мм, период гофра16,98 мм.Применение изобретения в волноводных трактах радиосредств диапазонов СМВи ММВ позволяет обеспечить ряд преимуществ по сравнению с известными решениями. Минимизация потерь во вращсочленении позволяет повысить энергетический потенциал радиолиний, образованный с помощью антенн с механическим сканирова нием. Наиболее эффективно предлагаемые волноводные вращающиеся сочленения могут использоваться в волноводных трактах на основе круглых гофрированных волноводов с малыми потерями, работающих на 10 волне ЕНт. В этом случае и волновод и вращающееся сочленение работают на одном и том же типе волны. Это исключает необходимость преобразования рабочей волны в тракте и приводит к дополнительно му энергетическому выигрышу за счет уменьшения потерь и отражений. Кроме того, использование несимметричной волны ЕН 1 без преобразования по всей длине тракта позволяет эффективно реализовывать режим поляризационного уплотнения. Ф ор мул а изобретен и я Волноводное вращающееся сочленение, содержащее два идентичных отрезка волновода, имеющие круглое поперечное сечение и соединенные между собой торцами, перпендикулярными их оси, с возможностью осевого вращения, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью уменьшения потерь энергии при использовании гофрированных волноводов на волне (ЕН 1 , торец каждого отрезка волновода выполнен в плоскости симметрии впадины гофра.1709436 06 ОчРедактор М.Товти ака НИИПИ Госуд иям при ГКНТ СС 4 г, дБ Составитель Н.ЦибизовТехред М.Моргентал Корректор М.Кучерява Тираж Подпис венного комитета по изобретениям и отк 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина. 1