Патент ссср 331460
О П И С А Н И Е 33I460
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республий
Зависимое от авт. свидетельства ¹
Заявлено 04,1.1970 (№ 1393;327/26-9) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 07.111.1972. Бюллетень ¹ 9
Дата опубликования описания 181 ч.1972
М. Кл. Н Olp 7 04
Комитет по делам изобрвтвниЯ и отирытнЯ лрн Совете Министров
СССР
УДК 621.372.414 (088.8) Авторы изобретения
Б. А. Кошурников и О. М. Асташев
Заявитель
ТЕРМОСТАБИЛЬНЫИ КОАКСИАДЬНЫИ РЕЗОНАТОР
Изобретение относится к радиотехнике, в частности к области СВЧ резонаторов с высокой температурной стабильностью частоты.
Для обеспечения высокой температурной стабильности резонаторов их изготовляют из материалов с малым температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР), например из инвара, кварца и ситаллов, а также применяют различные конструкции термокомпенсации.
Известные материалы с малым ТКЛР дороги, технология изготовления резонаторов сложна, величина температурной нестабильности не может быть сделана меньше величины, определяемой ТКЛР используемого материала.
Время готовности таких резонаторов определяется временем прогрева всей конструкции, что для инвара, кварца или ситалла составляет десятки минут в связи с их низкой теплопроводностью.
Использование температурной компенсации позволяет соответствующим подбором материалов обеспечить любую степень стабильности частоты при длительном прогреве резонатора и компенсирующего элемента в условиях установившейся температуры окружающей среды.
Например, температурная компенсация коаксиального резонатора, используемого в качестве анодно-сеточного контура триодного ав. тогенератора, осуществляется при помощи компенсирующего устройства, состоящего из трубок с фиксирующими винтами, обеспечива5 ющих регулировку компенсации, и из тяг, проходящих через трубки. Тяги имеют ТКЛР больший, чем ТКЛР внешней трубы резонатора. Температурная стабильность такого резонатора определяется изменением размеров
lo внешней трубы и перемещением настроечного плунжера, соединенного с тягами.
Так как компенсирующее устройство находится внутри резонатора и не имеет с ним хо15 рошего теплового контакта, при быстрых изменениях температуры окружающей среды или при прогреве генератора после включения питающих напряжений не будет происходить одновременного изменения температуры внеш2О ней трубы резонатора и компенсирующего устройства. Следовательно, кривая изменения частоты резонатора во времени будет иметь значительный выброс в начальном участке, который определяет время установления ча25 стоты резонатора, равное обычно десяткам минут, и приводит к возникновению больиюй нестабильности.
Цель изобретения — получить высокую стабильность частоты и малое время ее установзо ления при быстрых изменениях температуры.
331460
Это обеспечивается тем, что резонатора изготовлен из материала с высокой теплопроводностью и выполнен в виде двух четвертьволновых стаканов, вдвигаемых один в другой. Компенсирующее устройство состоит из стержня, изготовленного из материала с низким ТКЛР, и компенсирующей втулки из материала с высоким ТКЛР. Стержень проходит через аксиальные отверстия во внутренних проводниках четвертьволновых стаканов и имеет с ними хороший тепловой контакт по общей поверхности. Один конец стержня жестко соединен с дном первого четвертьволнового стакана, а другой конец, выступающий за пределы второго четвертьволнового стакана, — с одним из концов компенсирующей втулки, надетой на стержень. Втулка другим концом соединена с дном второго четвертьволнового стакана.
Температурная стабильность предлагаемой конструкции резонатора определяется одновременным изменением длины стержня и втулки.
3а счет теплового контакта резонатора со стержнем компенсирующего устройства, который может осуществляться, например, при скользящей посадке стержня в четвертьволновых стаканах, обеспечивается одновременный прогрев и соответствующее удлинение стержня и компенсирующей втулки. В результате этого длина резонатора, определяющая его частоту, остается практически неизменной.
На чертеже приведена конструкция предлагаемого резонатора.
Он состоит из двух четвертьволновых стаканов 1 и 2, вставленных один в другой и выполненных из материала с высокой теплопроводностью (лаутнь). Внутренняя поверхность стаканов покрыта серебром для обеспечения высокой добротности. Кроме того, резонатор содержит стержень 8 из материала с низким
ТКЛР (инвар), компенсирующую втулку 4 из материала с высоким ТКЛР и две контргайкибиб.
Температурная стабильность обеспечивается компенсацией линейного расширения стержня, жестко закрепленного в дне стакана 1, расширением втулки 4, соединенной, например, при помощи резьбы со стержнем и стаканом 2. В результате теплового расширения стаканы могут скользить по стержню. Настройка компенсации осуществляется изменением длины l компенсирующего участка путем вращения втулки по резьбе в стакане 2.
Настройка резонатора на требуемую частоту осуществляется изменением длины L резонатора путем перемещения стакана 2 вдоль оси, например, при вращении его вместе с
4 втулкой 4 по резьбе, имеющейся на стержне о.
Положение деталей резонатора после настройки фиксируется контргайками 5 и б, Резонатор десятисантиметрового диапазона, разработанный на основе изобретения, обеспечивает ТКЧ приблизительно 1 10 7 1/град, что в 4 — 5 раз выше стабильности объемного резонатора из кварца, и время установления частоты практически равное нулю.
Применение изобретения позволяет разрабатывать колебательные системы генераторов
СВЧ, обеспечивающие высокую стабильность частоты при быстрых изменениях температуры окружающей среды и при прогреве генератора после включения питающих напряжений, а следовательно, имеющие малое время готовности по частоте.
Предлагаемые резонаторы имеют простую конструкцию и технологичны в изготовлении, поэтому стоимость таких резонаторов не превышает стоимости аналогичных колебательных систем без применения средств стабилизации.
Изобретение может быть использовано при разработке генераторов СВЧ с малым временем готовности по частоте, высокой температурной стабильностью частоты, малым выбегом частоты, при разработке фильтров СБЧ или СБЧ-дискриминаторов, а также любых колебательных систем, использующих коаксиальные резонаторы в тех случаях, когда требуется высокая температурная стабильность частоты резонатора и малое время установления частоты.
Пр едм ет изобретения
Термостабильный коаксиальный резонатор
СВЧ, содержащий корпус, стержень и дополнительный компенсирующий элемент, выполненные из материалов с различными температурными коэффициентами линейного расширения, отличающийся тем, что, с целью обеспечения высокой стабильности частоты и малого времени ее установления при быстрых изменениях температуры, корпус резонатора
СВЧ выполнен в виде двух четвертьволновых стаканов, вдвигаемых один в другой, через аксиальное отверстие во внутренних проводниках которых проходит стержень, имеющий с ними тепловой контакт, причем один конец стержня жестко соединен с дном первого стакана, а другой, выступающий за пределы второго стакана, — с дополнительным компенсирующим элементом, выполненным в виде втулки, соединенной одним концом с этим стержнем, а другим — с дном второго стакана.
331458
Составитель Л. Рубинчик
Техред T. Ускова
Редактор Л. Народная
Корректор Т. Бабакина
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 923/18 Изд. № 321 Тираж 448 П
Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений я открытий при Совете Министров СССР
Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5
