Перестраиваемый сверхвысокочастотный фильтр с термостатом

Полезная модель относится к области сверхвысокочастотной (СВЧ) радиотехники, а именно, к фильтрам на основе технологий железо-иттриевого граната (ЖИГ), и применяется в измерительной СВЧ аппаратуре сканирующего типа в качестве перестраиваемых преселекторов. Технический результат заключается в достижении постоянной (в установившемся режиме) заданной температуры стержней, удерживающих сферы ЖИГ-резонаторов, при различных режимах работы устройства, что позволяет обеспечить стабильность установки его центральной частоты. Устройство содержит корпус 1 с расположенными в нем магнитными катушками 2, СВЧ модулем 3 с ЖИГ-резонаторами. Вход и выход СВЧ модуля 3 соединены с СВЧ разъемами 4, которые закреплены на боковых гранях корпуса 1 с помощью коаксиальных волноводов 5. На СВЧ модуле 3 установлены нагревательные элементы 6, на поверхности одного из которых закреплен чип-термистор 7, который одним своим выводом спаян с внутренним выводом нагревательного элемента 6, а другим выводом соединен с помощью проводника со входом платы термостата 8. Плата термостата 8 включает вычитающее устройство 9, интегратор 10 и драйвер тока 11, имеет на входе резистор 12, образующий с чип-термистором 7 делитель напряжения. Выход платы термостата 8 соединен с помощью проводников с внешними выводами нагревательных элементов 6. 4 ил.

Полезная модель относится к области сверхвысокочастотной (СВЧ) радиотехники, а именно, к фильтрам на основе технологий железо-иттриевого граната (ЖИГ), и применяется в измерительной СВЧ аппаратуре сканирующего типа в качестве перестраиваемых преселекторов.

Наиболее близким к заявляемому устройству по наибольшему числу существенных признаков является перестраиваемый СВЧ фильтр фирмы «Micro Lambda Wireless, Inc» (http://www.alfamicroonde.com/pdf%20files/ytfdefinitions2.pdf), который содержит корпус с расположенными в нем магнитными катушками, закрепленным между ними СВЧ модулем на ЖИГ-резонаторах и установленными на нем нагревательными элементами.

Недостатком известного технического решения является температурная нестабильность его работы, обусловленная неспособностью нагревательных элементов поддерживать постоянной температуру стержней, удерживающих сферы ЖИГ-резонаторов.

Основная техническая задача, решаемая заявляемой полезной моделью, состоит в создании перестраиваемого СВЧ фильтра с термостатом, позволяющим регулировать мощность, рассеиваемую на нагревательных элементах таким образом, чтобы обеспечить заданную температуру стержней, удерживающих сферы ЖИГ-резонаторов, вне зависимости от температуры корпуса устройства и окружающей среды.

Поставленная задача решается тем, что в перестраиваемом СВЧ фильтре с термостатом, содержащем корпус, выполненный из двух плотно смыкающихся половин с расположенными внутри каждой из них магнитными катушками, между сердечниками которых установлен СВЧ модуль с ЖИГ-резонаторами, выполненный в форме пластины из неферромагнитного материала с установленными на ней соединенными между собой нагревательными элементами, контактирующими со стержнями из теплопроводящего материала, удерживающими сферы резонаторов, согласно предложенному решению, на поверхности одного из нагревательных элементов закреплен чип-термистор, который одним своим выводом спаян с внутренним выводом нагревательного элемента, а другим выводом соединен с помощью проводника со входом платы термостата, включающей вычитающее устройство, интегратор и драйвер тока, имеющей на входе резистор, образующий с чип-термистором делитель напряжения, выход которой соединен с помощью проводников с внешними выводами нагревательных элементов.

Полезная модель поясняется рисунками, где на фиг. 1 представлен вид сбоку заявляемого устройства, на фиг. 2 - разрез устройства, представленного на фиг. 1, на фиг. 3 - вид сверху СВЧ модуля с двумя нагревательными элементами, на фиг. 4 - функциональная схема термостата.

Устройство содержит корпус 1 с расположенными в нем магнитными катушками 2, СВЧ модулем 3 с ЖИГ-резонаторами. Вход и выход СВЧ модуля 3 соединены с СВЧ разъемами 4, которые закреплены на боковых гранях корпуса 1 с помощью коаксиальных волноводов 5. На СВЧ модуле 3 установлены нагревательные элементы 6, на поверхности одного из которых закреплен чип-термистор 7, который одним своим выводом спаян с внутренним выводом нагревательного элемента 6, а другим выводом соединен с помощью проводника со входом платы термостата 8. Плата термостата 8 включает вычитающее устройство 9, интегратор 10 и драйвер тока 11, имеет на входе резистор 12, образующий с чип-термистором 7 делитель напряжения. Выход платы термостата 8 соединен с помощью проводников с внешними выводами нагревательных элементов 6.

В электрической схеме платы термостата 8 вычитающее устройство 9 с интегратором 10 могут быть выполнены на операционном усилителе, а драйвер тока 11 - на полевых транзисторах.

Температурная стабильность устройства обеспечивается следующим образом. Чип-термистор 7 с резистором 12 образуют делитель, напряжение U_sens на выходе которого зависит от температуры нагревательных элементов 6. Напряжение U_sens подают на вычитающее устройство 9 платы термостата 8 и сравнивают с опорным напряжением U _oп равным значению U_sens при заданной температуре термостатирования Т_ст. Полученную разность напряжений интегрируют с помощью интегратора 10 и преобразуют драйвером тока 11 в управляющий ток I_упр с определенным коэффициентом усиления. В случае отклонения температуры стержней, удерживающих сферы ЖИГ-резонаторов, от заданной температуры термостатирования Т_ст, на выходе интегратора 10 формируется некоторое приращение напряжения ошибки U_ош соответствующей полярности, которое регулирует величину управляющего тока I_упр, протекающего через нагревательные элементы 6, изменяя интенсивность их нагрева. В результате чего значения напряжений U_sens и U _оп становятся равными и термостат переходит в установившийся режим, обеспечивая требуемую рабочую температуру стержней со сферами ЖИГ-резонаторов.

Перестраиваемый сверхвысокочастотный фильтр с термостатом, содержащий корпус, выполненный из двух плотно смыкающихся половин с расположенными внутри каждой из них магнитными катушками, между сердечниками которых установлен сверхвысокочастотный модуль с резонаторами на железо-иттриевом гранате, выполненный в форме пластины из неферромагнитного материала с установленными на ней соединенными между собой нагревательными элементами, контактирующими со стержнями из теплопроводящего материала, удерживающими сферы резонаторов, отличающийся тем, что на поверхности одного из нагревательных элементов закреплен чип-термистор, который одним своим выводом спаян с внутренним выводом нагревательного элемента, а другим выводом соединен с помощью проводника со входом платы термостата, включающей вычитающее устройство, интегратор и драйвер тока, имеющей на входе резистор, образующий с чип-термистором делитель напряжения, выход которой соединен с помощью проводников с внешними выводами нагревательных элементов.