Волноводно-микрополосковый переход

Предлагаемое техническое решение относится к радиотехнической промышленности и может использоваться в волноводной, антенной и СВЧ-измерительной технике. Волноводно-микрополосковый переход содержит волновод с поперечной пластиной в торце, к которому примыкает микрополосковая линия, ориентированная соосно волноводу. Для упрощения конструкции и улучшении характеристик согласования в широком диапазоне частот волновод выполнен с понижением сечения до высоты микрополосковой линии, а поперечная пластина полностью перекрывает торец волновода и имеет окно, к которому примыкает микрополосковая линия. Полоска микрополосковой линии имеет контакт с верхней стенкой окна в поперечной пластине, а металлический экран основания микрополосковой линии имеет контакт с нижней стенкой окна в поперечной пластине. При этом размеры окна выбираются из условия обеспечения наиболее полной передачи энергии из волновода в микрополосковую линию.

Предлагаемое техническое решение относится к радиотехнической промышленности и может использоваться в волноводной, антенной и СВЧ-измерительной технике.

Известен "Волноводно-микрополосковый переход", авт. свидетельство SU 1739411 А1 Н01Р 5/107 от 28.12.1989 г, авт. Е.П.Крутов и В.М.Данилова, содержащий отрезок прямоугольного волновода, закороченный торцовой стенкой, и диэлектрическую подложку, размещенную со стороны широкой стенки, на одной стороне которой, обращенной к полости отрезка прямоугольного волновода, нанесено заземляющее основание, в котором выполнена полуволновая щель, расположенная перпендикулярно и симметрично относительно его продольной оси, а на противоположной стороне размещен полосковый проводник, перекрывающий полуволновую щель в ее средней части. В отрезке прямоугольного волновода против полуволновой щели размещен металлический вкладыш, а заземляющее основание является широкой стенкой отрезка волновода, при этом кромка полуволновой щели совмещена с плоскостью торцовой стенки.

Известен "Волноводно-микрополосковый переход", авт. свидетельство SU 1739945 А1 Н01Р 5/107 от 11.12.1989 г, авт. Д.Д.Ганзий, М.Р.Мадарисов, Г.В.Петров, А.П.Скобелкин, А.И.Толстой и А.В.Храмов, содержащий отрезок прямоугольного волновода, закороченный торцовой стенкой и на внешней стороне одной широкой стенки которого размещена диэлектрическая подложка, на которой параллельно оси отрезка прямоугольного волновода расположен проводник микрополосковой линии, связанный с ним через щель, выполненную в одной широкой стенке. Щель ориентирована вдоль одной широкой стенки и в ней расположен введенный четвертьволновый проводник, замкнутый одним концом в торцовую кромку щели, ближайшую к торцовой стенке, а к другому его концу подключен торцом введенный металлический штырь. Волновое сопротивление отрезка линии, образованного проводником микрополосковой линии и четвертьволновым полосковым проводником, больше волнового сопротивления отрезка микрополосковой линии и меньше волнового сопротивления отрезка прямоугольного волновода.

Основными недостатками этих технических решений являются: плохие характеристики согласования в широком диапазоне частот, сложная конструкция, значительное смещение плоскости распространения СВЧ-сигнала.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому устройству является "Волноводно-микрополосковый переход", М.С.Жук, Ю.Б.Молочков "Проектирование линзовых, сканирующих, широкодиапазонных антенн и фидерных устройств" изд. "Энергия", М. 1973 г. (стр.414, рис.9-38б), состоящий из волновода с поперечной пластиной в торце, к которому примыкает микрополосковая линия, ориентированная соосно волноводу, содержащий выступ (гребень) имеющий ширину, равную ширине полоски линии. Переход имеет КСВ 1,3 в полосе частот f~15,5%.

Основными недостатками указанного технического решения являются плохие характеристики согласования в широком диапазоне частот.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что устройство содержит волновод с поперечной пластиной в торце, к которому примыкает микрополосковая линия, ориентированная соосно волноводу. Новыми признаками предлагаемого волноводно-микрополоскового перехода является то, что волновод выполнен с понижением сечения до высоты микрополосковой линии, а поперечная пластина полностью перекрывает торец волновода и имеет окно, к которому примыкает микрополосковая линия. Причем полоска микрополосковой линии имеет контакт с верхней стенкой окна в поперечной пластине, а металлический экран основания микрополосковой линии имеет контакт с нижней стенкой окна в поперечной пластине. При этом размеры окна выбираются из условия обеспечения наиболее полной передачи энергии из волновода в микрополосковую линию.

Технический результат предлагаемого решения заключается в упрощении конструкции и улучшении характеристик согласования в широком диапазон частот.

На фиг.1 приведено схематическое изображение волноводно-микрополоскового перехода.

На фиг.2 приведен вид (сечения) по стрелке А.

На фиг.3 приведен график зависимости коэффициента стоячей волны (КСВ) от частоты для различных реализации волноводно-микрополоскового перехода, размеры которого представлены в таблице 1.

Волноводно-микрополосковый переход состоит из прямоугольного волновода 1 с поперечной пластиной в торце 2, к которому примыкает микрополосковая линия 3, ориентированная соосно волноводу, волновод выполнен с понижением сечения до высоты микрополосковой линии, а поперечная пластина 2 полностью перекрывает торец волновода и имеет окно 4, к которому примыкает микрополосковая линия, причем полоска микрополосковой линии 5 имеет контакт с верхней стенкой окна в поперечной пластине, а металлический экран основания микрополосковой линии 6 имеет контакт с нижней стенкой окна в поперечной пластине.

Принцип работы предлагаемого устройства заключается в следующем: СВЧ-сигнал, поступивший в прямоугольный волновод 1 проходит в окно 4 преобразуясь из волны Н₁₀, в волноводе, в Т-волну, распространяющеуся по микрополосковой линии 3. Согласование предлагаемого перехода по КСВ обеспечено за счет частичного переотражения СВЧ-сигнала от неоднородностей (в виде занижения волновода плавного или ступенчатого) волноводной части перехода и частичного КЗ в области стыковки, которое зависит от размеров окна 4.

Результаты практической реализации предложенного технического решения не вызывают сомнения. Изготовлены и прошли испытания экспериментальные образцы волноводно-микрополоскового перехода различных сечений волновода и различных микрополосковых линий для различных частот. Испытания подтвердили реализацию заявленного технического эффекта.

Волноводно-микрополосковый переход, состоящий из волновода с поперечной пластиной в торце, к которому примыкает микрополосковая линия, ориентированная соосно волноводу, отличающийся тем, что волновод выполнен с понижением сечения до высоты микрополосковой линии, а поперечная пластина полностью перекрывает торец волновода и имеет окно, к которому примыкает микрополосковая линия, причем полоска микрополосковой линии имеет контакт с верхней стенкой окна в поперечной пластине, а металлический экран основания микрополосковой линии имеет контакт с нижней стенкой окна в поперечной пластине, при этом размеры окна выбираются из условия обеспечения наиболее полной передачи энергии из волновода в микрополосковую линию.