Серия «Естественные и Технические науки» # Январь  2016

Разработана и экспериментально исследована низкопрофильная конструкция волноводного мостового делителя мощности S-диапазона с регулируемым коэффициентом деления. Установлено, что делитель, реализованный на базе двух 3-децибельных направленных ответвителей и фазовращателя, включенного между ними, обеспечивает более высокие по сравнению с известными вариантами волноводных суммарно-разностных устройств электрические характеристики. Приведены соотношения для расчета конструкции двухканального перестраиваемого волноводного фазовращателя без диэлектрического заполнения, который обеспечивает постоянство разности фаз между каналами в широком диапазоне частот. Рассмотрены современные технологические методы изготовления устройства с использованием станков с числовым программным управлением. Ключевые слова: Волноводный мост, коэффициент деления, направленный ответвитель, электродинамическое моделирование.

ВВЕДЕНИЕ

Развитие и совершенствование современных радиолокационных систем делает весьма актуальной задачу разработки высококачественных мостовых устройств, предназначенных для запитки волноводных диаграммообразующих схем моноимпульсных антенн с частотным сканированием [1], [2], поскольку характеристики этих устройств в значительной мере определяют качество формируемых диаграмм направленности суммарного и разностного каналов.

Поэтому основным требованием, предъявляемым к мостовым устройствам, является достижение оптимальных электродинамических параметров с точки зрения реализации заданных амплитуд и фаз на выходах в рабочем диапазоне частот, минимального амплитудного и фазового разбаланса, минимальных вносимых потерь, необходимой развязки между выходами, хорошего согласования выходов.

Основными недостатками известных и широко применяемых волноводных мостовых устройств (щелевой мост, кольцевой мост, двойной T-мост) [3], [4] являются их относительная узкополосность, а также практическое отсутствие возможности регулировки выходных электрических параметров, которые могут иметь существенное отклонение от расчетных, за счет влияния разброса технологических допусков при изготовлении.

С учетом обозначенных выше проблем была поставлена задача разработки и экспериментального исследования характеристик низкопрофильной конструкции волноводного моста с регулируемым коэффициентом деления в S-диапазоне.

Принцип построения устройства

Для решения поставленной задачи был предложен вариант реализации волноводного мостового устройства на базе 2-х 3-децибельных направленных ответвителей (НО) и фазовращателя (ФВ), включенного между ними (рис. 1). Рассмотрим принцип работы устройства. При возбуждении плеча 1 мощность делится в требуемом соотношении между плечами 2 и 3, возбуждая их синфазно. Плечо 4 оказывается развязанным, так как волны распространяющиеся по устройству в этой области равны и противофазны. При возбуждении плеча 4 мощность также делится в требуемом соотношении между плечами 2 и 3, возбуждая их однако в противофазе. Плечо 1 при этом оказывается развязанным. Коэффициент деления моста определяется значением разности фаз сигналов на выходах фазовращателя.

Каждый 3-децибельный НО, входящий в состав конструкции устройства, выполнен в виде 2-х параллельных прямоугольных волноводов с T-образным элементом связи в общей широкой стенке. Различные подходы к расчету рабочих характеристик и параметров конструкции, а также технология изготовления таких НО подробно рассмотрены в [5], [6].

Читать полный текст статьи …

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Бородин Н.Д., Исаков М.В // Патент 2490760 (РФ). Моноимпульсная антенна с частотным сканированием. Опубл. в Б. И., 2013. № 23.
2. Сучков А.В. Моноимпульсная волноводно-щелевая антенная решетка с частотным сканированием // Аннотации работ 7-го межотраслевого молодежного конкурса научно-технических работ и проектов «Молодежь и будущее авиации и космонавтики». (Москва, 17 ноября 2015). Москва: МАИ. 2015. С. 176-178.
3.Воскресенский Д.И., Гостюхин В.Л., Максимов В.М., Пономарев Л.И. Устройства СВЧ и антенны / Под ред. Д.И. Воскресенского. Изд. 2-е, доп. и перераб. М.: Радиотехника. 2006. 376 с.
4. Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р., Смирнов В.П. Справочник по элементам волноводной техники. М.: Сов. Радио, 1967. 652 с.
5. Сучков А.В. Характеристики и практическое применение технологичной конструкции волноводного Т-щелевого направленного ответвителя // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия «Естественные и технические науки».
6. Сосунов В.А., Шибаев А.А. Направленные ответвители сверхвысоких частот. Саратов. Приволжское книжное издательство. 1964. 136 с.