Парліков в І, Сосков Ю А ВАТ «НІЕМ» вул Верейська 41, Москва, 121471, Росія тел: 495-4489475, факс: 495-4437959 e-mail: niemi@aloru

Анотація – Представлені результати досліджень характеристик хвилеводних механічних аттенюаторов «ножового» і циліндричного типів Показано, що при регулюванні загасання від О до 20 дБ зміна фази у циліндричного атенюатора в 2-3 рази менше

I                                       Введення

Для регулювання потужності в хвилеводних трактах широко використовуються механічні аттенюатори, що використовують принцип поглинання НВЧ енергії Найбільш широко застосовуються аттенюатори так званого «ножового» типу, в яких пластина з поглинаючого матеріалу або з діелектрика з поглинаючим покриттям вводиться у вузьку щілину, розташовану в середині широкої стінки хвилеводу Конструкції таких аттенюаторов детально розглянуті в монографії [1]

II                              Основна частина

Недоліком вищезгаданого атенюатора є велика довжина поглинає пластини, яка при максимальному згасанні 20-25 дБ становить не менше півтора довжин хвиль в хвилеводі Іншим недоліком такого атенюатора є великою фазовий зсув при регулюванні загасання, викликаний введенням в хвилевід довгого відрізка діелектричного матеріалу з Сг> 1 У ряді радіотехнічних систем велика зміна фази при регулюванні проходить ПОТУЖНОСТІ неприпустимо, тому в таких системах атенюатор «ножового» типу доводиться виконувати досить складної конструкції [1]

Відносно недавно була запропонована конструкція атенюатора, в якому поглинаючий елемент виконаний у вигляді порожнього циліндра (склянки), облягаючого металевий стрижень (мал 1)

Рис 1 Ескіз конструкції циліндричного атенюатора

Fig 1 Cylinder attenuator design sl<etch

Товщина стінки поглинає циліндра вибирається з умови мінімального відображення в заданому діапазоні частот (~ Ag / 4), а зовнішній діаметр – з умови забезпечення необхідного діапазону регулювання проходить потужності

Атенюатори конструкції, представленої на рис

1, були виконані на волноводах декількох перерізів в діапазоні від 6 до 15 ГГц Атенюатори розроблялися 2-х різновидів – на максимальне загасання 20 і 10 дБ Поглинаючий циліндр виконаються з ферроепоксіда Наприклад, в аттенюатор на 20 дБ, виконаному на перетині 28,5 х 12,6 мм, зовнішній діаметр поглинає циліндра дорівнював 15,8 мм при товщині стінки 2,25 мм При приблизно однакових поперечних розмірах довжина аттенюаторов з поглинаючим циліндром була в 3-4 рази менше, ніж аттенюаторов «ножового» типу

На рис 2 наведені порівняльні характеристики залежностей зміни фази при регулюванні загасання для атенюатора «ножового» типу (криві 1, 2) і циліндричного атенюатора (криві 3,4) Для кожного атенюатора ці залежності зняті на частотах Fh і Fb, що відрізняються на 5% Як видно з малюнка 2 зміна фази при регулювання загасання для атенюатора «ножового» типу в 2-3 рази більше і має більший розкид в діапазоні частот

Рис 21/1змененіе фази від внесеного загасання (1,3 – на частоті Fh, 2,4 – на частоті Fe)

Fig 2 Phase variation versus introduced attenuation (1, 3 – at Fh frequency, 2, 4-at Fe frequency)

З представлених залежностей також видно, що аттенюатори мають дещо відмінні закони зміни фази при регулюванні загасання У «ножовому» аттенюатор зміна фази при введенні загасання більш рівномірно у всьому діапазоні регулювання У циліндричному аттенюатор найбільша крутизна зміни фази має місце до 5-7 дБ затухання, при подальшому збільшенні загасання зміна фази істотно менше Найбільш вірогідною причиною такої характеристики є наявність дна у циліндра, через якого на початку регулювання довжина хвилі в хвилеводі змінюється швидше

На рис 3 представлені залежності внесеного загасання від глибини занурення поглинає циліндра

Залежність КСХН від внесеного загасання для циліндричних аттенюаторов, виконаних на волноводах перетином 16×8 мм і 28,5 х 12,6 мм, наведено на рис 4 На цьому малюнку приведені гірші значення КСХН в смузі 5%

Атенюатори циліндричного типу володіють більшою потужністю, що розсіюється, оскільки у них теплопередача на металевий корпус значно вище, ніж у ножових

Недоліком аттенюаторов циліндричного типу є наявність підвищених початкових втрат (на 0,6 – 1,5 дБ більше порівняно з аттенюаторами «ножового» типу) Такі втрати викликані наявністю отвори великого діаметру в широкій стінці хвилеводу

Рис 3 Залежність загасання від глибини занурення поглинає циліндра (1-атенюатор на 20 дБ,

2 – атенюатор на 10 дБ)

На закінчення автори висловлюють подяку за допомогу в проведенні фазових вимірювань

В А Худобу

III                                   Висновок

Хвилеводні аттенюатори циліндричного типу в порівнянні з аттенюаторами «ножового» типу вносять зміна фази при регулюванні прохідної потужності в 2-3 рази менше

Атенюатори з поглинаючим циліндром мають великі втрати в порівнянні з аттенюаторами «ножового» типу

IV                                   Література

[1] с м Клич Проектування НВЧ пристроїв радіолокаційних приймачів, Москва, Рад Радіо, 1973 г

STUDY OF MECHANICAL ATTENUATOR CHARACTERISTICS

ParlikovV I, Soskov Yu A

NiEMi PS

41, Vereisi<aya Str, Moscow, 121471, Russia Pi): 495-4489475, fax: 495-4437959 e-maii: niemi@aioru

Fig 3 Attenuation versus absorbing cyiinder insertion dept (1 – attenuator at 20 dB, 2 – attenuator at 10 dB)

Annotation – Study results of mechanical attenuator characteristics of «knife» and cylinder types are given It is shown that while attenuation control from Otill 20 dB, cylinder attenuator phase change is 2 or 3 times less

Puc 4 Залежність KCBi-i від внесеного загасання

Fig 4 SWR versus introduced attenuation

The so-called «knife» type of attenuators is used more often, its plate is made of an absorbing material or dielectric covered with absorber, and inserted into a narrow slot located in a waveguide wide side The drawback of such attenuator is a large phase shift, while attenuation control, caused by insertion into the waveguide of a long piece of material with a large dielectric constant

Recently, an attenuator design was offered, the absorbing material has a hollow cylinder shape with the bottom that fits closely a metal rod (see Fig 1)

The absorbing cylinder external diameter material and its wall thickness are chosen in such a way that attenuator reflection in the given frequency range is minimal while providing the required control range of transmission power

Attenuator, given in Fig 1, was constructed on waveguides of several cross-sections in the range of 6 through 15 GHz Two types of attenuators were developed at maximum attenuation of 20 and 10 dB The absorbing cylinder is made of ferroepoxide

In Fig 2 comparative characteristics of phase variation versus attenuation are given for «knife» attenuator (curves 1, 2) and cylinder attenuator (curves 3, 4) The other cylinder attenuator characteristics are given in Fig 3, 4

Waveguide attenuators of cylinder type in comparison with attenuators of «knife» type make changes in phase of transmission power that are two or three times less

Attenuators with absorbing cylinder have large losses in comparison with «knife» type attenuators

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2006р