Неподвижные соединители

Для осуществления сборки и разборки трактов отдельные узлы и устройства СВЧ оснащаются специальными разъемами, которые должны обеспечивать надежный электрический контакт в местах соединения проводников между собой. Основные требования к разъемам состоят в сохранении согласования и электрической прочности тракта при минимальном ослаблении мощности и отсутствии паразитного излучения.

Соединение коаксиальных линий, а также переход от коаксиальной линии к полосковой осуществляется с помощью специальных высокочастотных разъемов штепсельного типа (рис. 3). Контакт между внутренними проводниками разъема создается с помощью штыря 1, который вставляется в пружинящее гнездо 2, укрепленное на внутреннем проводнике другого отрезка линии. Внешние проводники соединяются посредством конусной втулки 3 и разрезной конусной цанги 4. Герметизация обеспечивается резиновой прокладкой.

Соотношение диаметров проводников на любом участке внутри коаксиальных высокочастотных соединителей подбирают таким образом, чтобы с учетом параметров диэлектрика обеспечивалось постоянство волнового сопротивления линии. Согласование в высокочастотных коаксиальных соединителях в сильной степени зависит от заделки кабеля и при аккуратном выполнении характеризуется среднеквадратическим значением КСВ порядка 1,05-1,15.

а)

б)

Рисунок 3 – Высокочастотный коаксиальный разъем:

1- штырь, 2 – гнездо, 3 – конусная втулка, 4 – конусная цанга,

5, 6 – диэлектрические шайбы; 7 – внутренний проводник; 8 – внешний проводник,

9 – прокладка герметизации, 10 – гнездовая втулка

Высокочастотные соединители для жестких коаксиальных линий на повышенный уровень мощности выполняют без опорных диэлектрических шайб (рис. 3 , б).

Переход от коаксиальной линии к полосковой показан на рис. 4. При таком соединении структуры полей основного типа наиболее близки друг к другу по своей конфигурации.

Рисунок 4 – Переход от коаксиальной линии к полосковой

Соединительные устройства для однотипных волноводовподразделяются на соединители с контактными фланцамиидроссельно –фланцевые соединители.

Контактные фланцевые соединители применяются для широкополосных волноводных трактов. Соединяемые секции волноводов прижимаются друг к другу с помощью плоских фланцев (рис. 5, а), стягиваемых винтами или струбцинами. Для минимального коэффициента отражения необходимо точное совпадение сечений волноводов. Для хорошего электрического контакта соединяемые поверхности фланцев должны быть тщательно обработаны. Однако, качество сочленения ухудшается при многократных переборках тракта.

Рисунок 5 – Соединения прямоугольных волноводов:

а) – с контактными фланцами, б) – дроссельно – фланцевое.

1 – волновод первой секции, 2 – фланец первой секции,

3 – фланец второй секции, 4 – волновод второй секции.

Для улучшения качества контакта между фланцами на штифтах помещают бронзовую прокладку, имеющую ряд разведенных пружинящих лепестков, прилегающих к внутреннему периметру поперечного сечения соединяемых волноводов. Защита соединения от пыли и влаги осуществляется резиновыми уплотнительными кольцами, уложенными в канавках на фланцах по обе стороны от контактной прокладки.

Дроссельно-фланцевые соединители применяются в тех слу­чаях, когда соединение двух волноводных линий должно обеспечивать минимальный коэффициент отражения в уз­ком частотном диапазоне. Этот тип соединителей более наде­жен в эксплуатации, когда требуется производить частые сборки и разборки соединения.

Соединитель состоит (рис. 5, б)из плоского фланца 2и фланца 3с кольцевой вы­точкой (дроссельной канав­кой) вдоль оси волновода и проточкой в поперечной плос­кости. При соединении флан­цев между концами волново­дов образуется зазор, замы­кающийся на выточке. Коль­цевая выточка образует четвертьволновую короткозамкнутую линию. Зазор между фланцами, от края волноводного отверстия до выточки, образует радиальную линию, длина которой равна также Λ/4. Участки в сумме составляют полуволновую короткозамкнутую линию. Входное сопротивление такой линии оказывается равным нулю, и энер­гия высокочастотных колебаний беспрепятственно распространяется в месте соединения волноводов. Волноводы как бы идеально прилегают друг к другу. Соединение дро­ссельных фланцев осуществляется при помощи винтов, накидной, стягивающей гайки или струбцин.

Для защиты полости тракта от внешних воздействий применяют уплотнительную прокладку. Дроссельные фланцы не критичны к качеству контакта и небольшим перекосам, не снижают электрической прочности тракта. Их недостатками являются заметная частотная зависимость КСВ и сложность конструкции.

Переходные секции в волноводахслужат для изменения направления волноводного тракта и соединения волноводов сразлич­ными поперечными сечениями. Конструктивно эти секции представляют собой отрезки волноводов с фланцами на концах.

Волноводные уголки и изгибы(рис. 6) представляют собой нерегу­лярности, распределенные вдоль линии на расстоянии, сравнимом с длиной волны. Такой распределенной нерегулярности можно придать форму, обеспечивающую минимальные отражения.

Рисунок 6 – Уголковые (а, б) и радиусный (в) изгибы

В прямоугольном волноводе с волной типа Н₁₀ уголки и радиусные изгибы могут быть выполнены как в Е-так и в Н-плоскости. Кроме того, уголки могут быть простые и двойные. В радиусных изгибах (рис. 6, в)отражение будет минимальным, если средняя длина L изогнутого участка кратна величине l/2, так как в этом случае изогнутый волно­вод играет роль полуволновой линии, согласующей равные волновые сопротив­ления на входе и выходе. Создание скосов (рис. 6, а)и двухуголковых (рис. 6, б)изгибов имеют своей целью взаимную компенсацию отражений путем создания нескольких нерегулярностей.

Волноводные скрутки(рис. 7) служат для изменения направления поляризации волны. Длина скрутки, так же как и в радиусном изгибе, выбирается равной целому числу полуволн в волноводе. Для работы в широкополосных устройствах длина скрутки должна быть не менее (2-З) l.

Рисунок 7 – Волноводная скрутка