Меню

Что происходит при отражении электромагнитной волны от короткозамыкающего поршня

Что происходит при отражении электромагнитной волны от короткозамыкающего поршня

Служат для настройки линии. Используются следующие разновидности:

1. Контактный короткозамыкающий поршень

Длина l в /4 обеспечивает минимальный ток, который протекает в месте контакта короткозамыкателя со стенками волновода.

Недостатки: 1) при больших протекающих мощностях возникает износ, приводящий к искрению контактов и, как следствие, помехам в линии, падению передаваемой мощности, увеличенному тепловыделению.

2. Бесконтактный короткозамыкатель

Располагается вдоль широкой стенки прямоугольного волновода. В круглом волноводе технически трудно реализуем.

Бесконтактный (дроссельный) короткозамыкатель обеспечивает КЗ по электромагнитному полю.

В круглых волноводах используется следующий вариант контактного короткозамыкателя:

3. Комбинированный вариант

Сочетает в себе принципы конктактного и безконктактного короткозамыкателя: на центральной частоте данный короткозамыкатель работает как дроссельный канал, а на остальных частотах — как контактный.

Служат для поглощения СВЧ мощности, перевода ее в тепло и его дальнейшего рассеяния. Иногда используются как эквивалент антенны.

Материал: диэлектрик, покрытый резистивным слоем (нихром). Такие согласованные нагрузки применяются на низких и средних уровнях мощности. Состоят из нескольких керамических или гетинаксовых пластин, покрытых резистивным материалом. В резистивном материале на поверхности пластины возбуждаются вихревые токи, в результате чего СВЧ энергия переходит в тепло. Материал: металлокерамика.

Для рассеяния больших уровней мощности применяются объёмные согласованные нагрузки.

Для перевода большой СВЧ мощности в тепло необходимо заставить работать весь объём нагрузки, т.е. СВЧ энергия должна свободно проникать в объём нагрузки. В качестве радиопрозрачной основы используется керамика, а в качестве наполнителя, в котором возбуждаются вихревые токи – карбонильное железо. Для улучшения отвода тепла согласованная нагрузка может быть водоохлаждаемой.

Служат для изменения коэффициента затухания волны в волноводе.

В щель в волноводе вводится диэлектрическая пластина. Меняя её положение, можно изменять вносимое ослабление. Положение щели выбирается так, чтобы она не была излучателем энергии.

Альтернативой рассмотренному аттенюатору является следующая конструкция.

В волновод вводятся две пластины, положение которых регулируется с целью получения необходимого ослабления. Максимальное ослабление вносится когда пластины сведены.

Источник статьи: http://www.engineer.bmstu.ru/res/oldRL6/book2/book/microel-ka/6_t1.htm

Устройства СВЧ и антенны. Техническая электродинамика и устройства СВЧ. Устройства СВЧ: Методические указания к лабораторным работам , страница 2

В лабораторной работе №5 будут приведены подробные теоретические сведения о физических принципах работы вентиля.

Ответвитель 2 и измерительная линия 5 имеют сходные конструкции. Поэтому рассмотрим подробно конструкцию и принцип работы измерительной линии ИЛ (рис. 2).

Основными частями измерительной линии ИЛ являются однородная секция волновода 1 прямоугольного сечения (или коаксиальной линии передачи) с продольной щелью 2 в середине широкой стенки волновода 1 и измерительная головка ИГ, которая представляет собой перестраиваемую диодную камеру ДК, соединенную с зондом З. Измерительная головка ИГ может перемещаться вдоль щели 2. Сигнал от нее подается на усилитель 8 и измерительным прибором 9. Обычно в волноводах прямоугольного сечения большей частью стремятся обеспечить распространение только волны основного типа , для которой критическая длина волны , где – размер широкой стенки волновода. На рис. 3 показано распределение поля в поперечном и продольном сечениях волновода, а также картина линий поверхностных токов на внутренних стенках его в некоторый момент времени .

Густота силовых линий отражает степень интенсивности поля в данной точке волновода. Фазовая скорость распространения и длина электромагнитной волны в волноводе для волны типа определяются следующими выражениями:

; , (1)

где –длина волны в свободном пространстве, С–скорость распространения электромагнитной волны, равная , Т–период колебаний генератора.

Из рис. 3 видно, что в середине широких стенок волновода протекает только продольный ток, из чего следует, что продольная узкая щель в середине широкой стенки не будет вносить каких-либо существенных изменений в структуру поля. Кроме того, такая щель не будет излучать электромагнитное поле в свободное пространство из-за отсутствия явления пересечения щели током. Ширина щели 2 определяется условием неприкосновения ее краев с зондом 3 штыревого типа, а длина выбирается равной нескольким длинам полуволны, распространяющейся в линии. При этом с одной стороны зонд 3, переходящий плавно во внутренний проводник вспомогательной коаксиальной линии 4, связан с электромагнитным полем в волноводе с другой – с перестраиваемой диодной камерой резонансного типа ДК со встроенным в нее диодом 5. Настройка камеры ДК осуществляется с помощью подвижного короткозамыкателя 6. Глубина погружения зонда 3 может изменяться. Обычно ее устанавливают минимально возможной с учетом реальной чувствительности измерительного прибора 9 усилителя 8 и минимального влияния на распространение электромагнитного поля в волноводе. Конденсаторы 7 служат для замыкания переменной составляющей выпрямленного диодом 5 тока, что устраняет просачивание в НЧ цепь электромагнитного поля. Электромагнитное поле, возбужденное с помощью зонда 3 во вспомогательной коаксиальной линии 4, отражается от короткозамыкающего поршня 6, в результате чего в ней возникает режим стоячих или смешанных волн, характеризующийся чередованием по длине линии минимального и максимального значений электрического поля. Перемещением поршня 6 сдвигают максимум электрического поля в область, где располагается диод 5, который играет функцию поглотителя электромагнитной энергии, который преобразует ее в колебания низкой частоты НЧ или в постоянный ток, измеряемые соответствующими индикаторами. При перемещении поршня 6 одновременно с изменением положения максимума напряженности электрического поля в линии 4 изменяются активная и реактивная составляющие входного сопротивления штыря 3. Реактивная составляющая обычно компенсируется индуктивным коаксиальным шлейфом, совмещенным с держателем диода 5 (на рис. 3 не показан).

Читайте также:  Митсубиси паджеро поршни дизель

Ответвитель 2 отличается от измерительной линии 5 отсутствием диодной камеры ДК с диодом 5. Вместо нее с помощью разъема подключается коаксиально-волноводный переход 7.

Аттенюатор 4 служит для калиброванного уменьшения СВЧ мощности в определенном отношении. Существуют поглощающие и поляризационные аттенюаторы, в которых избыток мощности поглощается в тепло, а также запредельные аттенюаторы, в которых Гн прошедшая часть мощности волны отражается [2].

Кратко рассмотрим два первых типа аттенюаторов, которые используются в данном цикле лабораторных работ.

Простейший аттенюатор можно получить, если вдоль оси прямоугольного волновода параллельно силовым линиям электрического поля ввести поглощающую пластину с комплексным значением диэлектрической проницаемости и магнитной проницаемости =1 (рис. 4).

Поглощающая пластина имеет поверхностное сопротивление несколько сотен Ом на один квадратный сантиметр площади. Для инженерных расчетов как качественные, так и достаточно точные количественные характеристики затухания могут быть получены из нижеприведенного выражения:

, (2)

где – относительная диэлектрическая проницаемость; остальные обозначения введены ранее или понятны из рис. 4.

Анализируя выражение (2), можно представить два варианта конструктивного выполнения регулируемого аттенюатора. Изменение ослабления мощности можно осуществить либо перемещением пластины в поперечном направлении (изменяется Х), либо изменением h путем постепенного введения пластины через продольную щель в центре широкой стенки волновода (аттенюатор ножевого типа). Для уменьшения отражений пластина должна иметь плавные скосы или согласующие трансформаторы на своих концах. Если поглощающую пластину заменить диэлектрической, то такое устройство будет иметь свойства фазовращателя.

Недостатком поглощающих аттенюаторов является изменение фазового сдвига при изменении величины затухания, которое в свою очередь зависит от длины волны.

  • АлтГТУ 419
  • АлтГУ 113
  • АмПГУ 296
  • АГТУ 267
  • БИТТУ 794
  • БГТУ «Военмех» 1191
  • БГМУ 172
  • БГТУ 603
  • БГУ 155
  • БГУИР 391
  • БелГУТ 4908
  • БГЭУ 963
  • БНТУ 1070
  • БТЭУ ПК 689
  • БрГУ 179
  • ВНТУ 120
  • ВГУЭС 426
  • ВлГУ 645
  • ВМедА 611
  • ВолгГТУ 235
  • ВНУ им. Даля 166
  • ВЗФЭИ 245
  • ВятГСХА 101
  • ВятГГУ 139
  • ВятГУ 559
  • ГГДСК 171
  • ГомГМК 501
  • ГГМУ 1966
  • ГГТУ им. Сухого 4467
  • ГГУ им. Скорины 1590
  • ГМА им. Макарова 299
  • ДГПУ 159
  • ДальГАУ 279
  • ДВГГУ 134
  • ДВГМУ 408
  • ДВГТУ 936
  • ДВГУПС 305
  • ДВФУ 949
  • ДонГТУ 498
  • ДИТМ МНТУ 109
  • ИвГМА 488
  • ИГХТУ 131
  • ИжГТУ 145
  • КемГППК 171
  • КемГУ 508
  • КГМТУ 270
  • КировАТ 147
  • КГКСЭП 407
  • КГТА им. Дегтярева 174
  • КнАГТУ 2910
  • КрасГАУ 345
  • КрасГМУ 629
  • КГПУ им. Астафьева 133
  • КГТУ (СФУ) 567
  • КГТЭИ (СФУ) 112
  • КПК №2 177
  • КубГТУ 138
  • КубГУ 109
  • КузГПА 182
  • КузГТУ 789
  • МГТУ им. Носова 369
  • МГЭУ им. Сахарова 232
  • МГЭК 249
  • МГПУ 165
  • МАИ 144
  • МАДИ 151
  • МГИУ 1179
  • МГОУ 121
  • МГСУ 331
  • МГУ 273
  • МГУКИ 101
  • МГУПИ 225
  • МГУПС (МИИТ) 637
  • МГУТУ 122
  • МТУСИ 179
  • ХАИ 656
  • ТПУ 455
  • НИУ МЭИ 640
  • НМСУ «Горный» 1701
  • ХПИ 1534
  • НТУУ «КПИ» 213
  • НУК им. Макарова 543
  • НВ 1001
  • НГАВТ 362
  • НГАУ 411
  • НГАСУ 817
  • НГМУ 665
  • НГПУ 214
  • НГТУ 4610
  • НГУ 1993
  • НГУЭУ 499
  • НИИ 201
  • ОмГТУ 302
  • ОмГУПС 230
  • СПбПК №4 115
  • ПГУПС 2489
  • ПГПУ им. Короленко 296
  • ПНТУ им. Кондратюка 120
  • РАНХиГС 190
  • РОАТ МИИТ 608
  • РТА 245
  • РГГМУ 117
  • РГПУ им. Герцена 123
  • РГППУ 142
  • РГСУ 162
  • «МАТИ» — РГТУ 121
  • РГУНиГ 260
  • РЭУ им. Плеханова 123
  • РГАТУ им. Соловьёва 219
  • РязГМУ 125
  • РГРТУ 666
  • СамГТУ 131
  • СПбГАСУ 315
  • ИНЖЭКОН 328
  • СПбГИПСР 136
  • СПбГЛТУ им. Кирова 227
  • СПбГМТУ 143
  • СПбГПМУ 146
  • СПбГПУ 1599
  • СПбГТИ (ТУ) 293
  • СПбГТУРП 236
  • СПбГУ 578
  • ГУАП 524
  • СПбГУНиПТ 291
  • СПбГУПТД 438
  • СПбГУСЭ 226
  • СПбГУТ 194
  • СПГУТД 151
  • СПбГУЭФ 145
  • СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 379
  • ПИМаш 247
  • НИУ ИТМО 531
  • СГТУ им. Гагарина 114
  • СахГУ 278
  • СЗТУ 484
  • СибАГС 249
  • СибГАУ 462
  • СибГИУ 1654
  • СибГТУ 946
  • СГУПС 1473
  • СибГУТИ 2083
  • СибУПК 377
  • СФУ 2424
  • СНАУ 567
  • СумГУ 768
  • ТРТУ 149
  • ТОГУ 551
  • ТГЭУ 325
  • ТГУ (Томск) 276
  • ТГПУ 181
  • ТулГУ 553
  • УкрГАЖТ 234
  • УлГТУ 536
  • УИПКПРО 123
  • УрГПУ 195
  • УГТУ-УПИ 758
  • УГНТУ 570
  • УГТУ 134
  • ХГАЭП 138
  • ХГАФК 110
  • ХНАГХ 407
  • ХНУВД 512
  • ХНУ им. Каразина 305
  • ХНУРЭ 325
  • ХНЭУ 495
  • ЦПУ 157
  • ЧитГУ 220
  • ЮУрГУ 309
Читайте также:  Поршень гранд чероки wj

Полный список ВУЗов

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Источник статьи: http://vunivere.ru/work8272/page2

Короткозамыкающий поршень для волновода прямоугольного сечения

Использование: в технике СВЧ. Сущность изобретения: коротко замыкающий поршень содержит упругие контактные элементы и фиксирующий элемент. Фиксирующий элемент выполнен в виде четырех распорных пластин, помещенных внутрь полости корпуса и опирающихся на качающиеся шарики, симметрично расположенные на конусообразном конце штока. Торец штока соединен с резиновым баллоном, внутренняя полость которого соединена с источником избыточного давления. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано при измерении параметров цепей.

Известен короткозамыкающий поршень для волновода прямоугольного сечения, содержащий металлический сухарь и дроссельное устройство [1] Недостаток данного короткозамыкающего поршня невысокая точность фиксации места короткого замыкания из-за неточности изготовления волновода и металлического сухаря. Кроме того, имеется существенная зависимость значения модуля коэффициента отражения поршня от частоты.

Известен также короткозамыкающий поршень для волновода прямоугольного сечения, содержащий расположенные в полом корпусе упругие контактные элементы и фиксирующий элемент, выполненный в виде подвижного распорного конуса [2] Наиболее близким по технической сущности к изобретению является короткозамыкающий поршень [3] Однако известный короткозамыкающий поршень из-за наличия подвижного конуса имеет невысокую точность фиксации места короткого замыкания, зависящую от прилагаемых на подвижную клинообразную часть поршня усилий. Кроме того, не обеспечивается надежный контакт всех контактных элементов по всему периметру волновода из-за неточности изготовления распорного конуса.

Целью изобретения является повышение точности фиксации места короткого замыкания и улучшение электрического контакта по всему периметру прямоугольного волновода.

Цель достигается тем, что в короткозамыкающем поршне для волновода прямоугольного сечения, содержащем упругие контактные элементы и фиксирующий элемент, выполненный в виде четырех распорных пластин, помещенных в полость корпуса, состоящего из упругих контактных элементов пластины опираются на качающиеся шарики, симметрично расположенные на конусообразном конце перемещающегося штока, торец которого соединен с резиновым баллоном, внутренняя полость которого соединена с источником избыточного давления.

Отличительными конструктивными признаками являются включение новых элементов (распорные пластины с металлизированным слоем резины на торце, качающиеся шарики, конусообразный шток, резиновый баллон, источник избыточного давления), новые механические связи (распорные пластины помещены внутри полости корпуса, образуемого упругими контактными элементами, пластины опираются на качающиеся шарики, которые, в свою очередь, опираются на конусообразный конец подвижного штока, шток приводится в движение за счет расширения резинового баллона, соединенного с источником избыточного давления).

Читайте также:  В двигателе внутреннего сгорания клапаны закрыты поршень движется сжимая горючую

Все отличительные признаки представляют собой единую совокупность признаков, так как элементы предложенной совокупности взаимно связаны, соединены в единую систему, действие одного из них непосредственно влияет на другие, замена какого-либо элемента на другой нарушает работу устройства в целом.

Такая новая совокупность конструктивных признаков вместе с известными позволяет получить положительный эффект (повысить точность фиксации места короткого замыкания и повысить надежность контакта по всему периметру волновода), который соответствует всему устройству в целом, а не отдельным его узлам.

В результате анализа патентной и научно-технической литературы не обнаружены технические решения, имеющие совокупность признаков, аналогичных предлагаемому решению. Дополнительная классификация на введенные элементы нецелесообразна, так как заявитель не претендует на новое выполнение введенных элементов.

Включение нового фиксирующего элемента обеспечило у предлагаемого решение по сравнению с прототипом новое свойство уменьшение сопротивления в месте контакта, что сказывается на увеличении модуля коэффициента отражения, и, кроме того, распределение структуры поля в месте короткого замыкания сохраняется при установлении короткого замыкания вдоль волновода, что сказывается на постоянстве места короткого замыкания.

На чертеже приведен предлагаемый короткозамыкающий поршень в разрезе.

Короткозамыкающий поршень содержит упругие контактные элементы 1, выполненные для каждой стороны волновода в виде разрезанной вдоль тонкой упругой пластинки, на которую предварительно напаивается серебряная проволока, причем один конец контактного элемента припаивается к торцу корпуса 2 поршня, другой конец свободно защемлен козырьком 3. Внутри корпуса контактных упругих элементов расположены распорные пластины 4, которые одной стороной касаются упругих контактных элементов, а другая сторона которых опирается на свободно качающиеся шарики 5, симметрично расположенные на конусообразном конце перемещающегося штока 6. Шток 6 помещен в направляющем отверстии, на штоке имеется возвратная пружина 7, торец штока соединен с резиновым баллоном 8, внутренняя полость которого соединена гибким шлангом 9 с источником 10 избыточного давления, установленным на внешней части волновода 11.

Короткозамыкающий поршень работает следующим образом.

В начальном состоянии давление в резиновом баллоне 8 отсутствует и шток 6 перемещается с помощью возвратной пружины 7, при этом конусный конец штока освобождает качающиеся шарики 5 и контактные упругие элементы отходят от стенки волновода. После передвижения поршня и установления его в заданном месте в резиновый баллон 8 подается давление из источника 10 избыточного давления. Резиновый баллон, расширяясь, давит на торец штока 6, который, преодолевая усилие возвратной пружины, передвигается, и конусный конец штока 6 перемещает качающиеся шарики 5, которые, в свою очередь, перемещают распорные пластины 4. Распорные пластины перемещают упругие контактные элементы и запрессовывают их на стенки волновода.

Так как все движущиеся части находятся внутри корпуса поршня, то их перемещение не влияет на распределение поля в волноводе, что приводит к повышению точности фиксации места короткого замыкания и высокой надежности электрического контакта. Благодаря введению свободно качающихся шариков и тому, что распорные пластины со стороны контактных элементов имеют металлизированный слой резины, обеспечивается надежный контакт по всему периметру прямоугольного волновода и в любом месте.

Достоверность положительного эффекта подтверждается результатами экспериментального исследования. В таблице приведены результаты экспериментального исследования короткозамыкающего поршня в диапазоне частот 18-26 ГГц по следующим параметрам: точность фиксации места короткого замыкания, значение модуля коэффициента отражения.

Анализ результатов измерения показывает, что предел допускаемой погрешности фиксации места короткого замыкания не превышает 0,15 о , значение модуля коэффициента отражения Гн равно 0,99-0,993, неповторяемость модуля коэффициента отражения не превышает 0,003; Изобретение создано в связи с выполнением хоздоговорной НИР.

КОРОТКОЗАМЫКАЮЩИЙ ПОРШЕНЬ ДЛЯ ВОЛНОВОДА ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ, содержащий упругие контактные элементы, закрепленные на торце корпуса, и фиксирующий элемент, отличающийся тем, что фиксирующий элемент выполнен в виде четырех распорных пластин, размещенных внутри корпуса, снабженных слоем металлизированной резины на поверхности, обращенной к упругим контактным элементам, и опирающихся на свободно качающиеся шарики, симметрично расположенные на конусном конце штока, торец которого прикреплен к резиновому баллону, соединенному с источником избыточного давления.

Источник статьи: http://findpatent.ru/patent/205/2058631.html

Adblock
detector