Линий передачи (стр. 2 из 8)

Рисунок 2 – Соединитель СРГ-50-751ФВ

Обозначение соединителей СР50-11-3-4-47 состоит из букв СР – соединитель радиочастотный или СРГ – соединитель радиочастотный герметичный, величины волнового сопротивления – 50 Ом. Через дефисы следуют первые две цифры, обозначающие тип соединителя и способ заделки кабеля. Расшифровка первой цифры: 1 – вилка кабельная, 2 – розетка кабельная, 3 – вилка кабельная угловая, 4 – розетка приборно-кабельная фланцевая, 5 – вилка приборно-кабельная, 6 – розетка приборно-кабельная под гайку, 7 – вилка приборная, 8 – розетка приборная. Вторая цифра расшифровывается так: 1 – гайка, 2 – прижим, 3 – обжим, 4 – на плату и т.д. Далее через дефис следует цифра 3 или 9 (тип соединителя). Последние три цифры обозначают марку радиочастотного кабеля.

2.3. Неподвижные соединители [1-3]

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, переход от коаксиальной линии к полосковой, а также подсоединение отрезков кабеля к прибору осуществляется с помощью специальных высокочастотных разъемов штепсельного типа (рис. 3а) представляющих собой небольшие отрезки жесткой коаксиальной линии, соединенные с гибким кабелем с помощью механического крепления, а также частично с помощью пайки.

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

В высокочастотных соединителях для гибких коаксиальных кабелей (рис. 3а) контакты обеспечивают с помощью пружинных цанг, штекеров и накидных гаек, удерживаемых в соединении посредством внешних резьбовых соединений или иных фиксирующих приспособлений, плотно прижимающих контактные поверхности пары разъемов розетка-вилка. 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.

Высокочастотные соединители для жестких коаксиальных линий на повышенный уровень мощности выполняют без опорных диэлектрических шайб (рис. 3б). В данном случае соединители должны быть герметичными как для защиты внутренних рабочих поверхностей от внешних воздействий, так и для повышения электрической прочности тракта путем создания внутри тракта избыточного давления. Надежность соединений обеспечивается применением цанговых устройств и накидных гаек.

Соединительные устройства для однотипных волноводов. Для соединения волноводных секций на их концах напаиваются фланцы с отверстиями для болтов или винтов. Соединительные устройства для однотипных волноводов подразделяются на соединители с контактными фланцами и дроссельно – фланцевые соединители.

Контактные фланцевые соединители применяются для широкополосных волноводных трактов. Соединяемые секции волноводов прижимаются друг к другу с помощью плоских фланцев (рис. 4а), стягиваемых винтами или струбцинами. Для минимального коэффициента отражения необходимо точное совпадение сечений волноводов. Чтобы обеспечить точное совпадение волноводных сечений, часто используют штифты, вставляемые в калибровочные отверстия. Для хорошего электрического контакта соединяемые поверхности в контактных притертых фланцах должны быть строго параллельны и тщательно обработаны. Однако, качество сочленения ухудшается при многократных переборках тракта. 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. 4б) из плоского фланца 2 и фланца 3 с кольцевой выточкой (дроссельной канавкой) вдоль оси волновода и проточкой в поперечной плоскости. В дроссельном фланце контакт между волноводами осуществляется через последовательный короткозамкнутый шлейф длиной λ_в/2, выполненный в виде канавок и углубления внутри фланца. Четвертьволновый участок между точкой короткого замыкания А и точкой контакта В является коаксиальным волноводом с волной типа Н₁₁, а второй четвертьволновый участок между точкой контакта В и точкой включения шлейфа в волновод С является отрезком радиальной линии передачи. Точка контакта попадает в узел распределения продольного поверхностного тока J, поэтому на сопротивлении контакта r не происходит заметного выделения мощности. Виртуальное короткое замыкание между соединяемыми волноводами в точке С обеспечивается тем, что суммарная длина дроссельных канавок от точки А до точки С составляет 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.

а) б) в)

Рисунок 4 – Соединения прямоугольных волноводов:

а) – с контактными фланцами, б) – дроссельно – фланцевое, в) схема замещения

1 – волновод первой секции, 2 – фланец первой секции, 3 – фланец второй секции,

4 – волновод второй секции, 5 – канавка с уплотнителем, 6 – контактная прокладка,

7 – отверстия для фиксирующих штифтов.

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.

2.4. Подвижные соединители [1-3]

Подвижные волноводные соединители применяются для смещения и поворота в небольших пределах одной части волноводного тракта относительно другой. Они делятся на нерезонансные и резонансные.

Нерезонансные гибкие волноводы имеют или гофрированные стенки (рис. 5а) с глубиной гофр порядка нескольких миллиметров, или стенки, навитые спирально с зацеплением гусеничного типа (рис. 5б). Для повышения механической прочности гибкий волновод покрывают резиновой оболочкой.

а) б) в)

Рисунок 5 – Гибкие волноводы:

а) – гофрированный; б) – спиральный; в) – резонансный

Резонансный гибкий волновод представляет собой набор очень коротких секций волновода, каждая из которых присоединяется к соседней с помощью дроссельно-фланцевого сочленения (рис. 5в), обеспечивающего замыкание по высокой частоте в местах соединений. Зазоры между секциями обеспечивают возможность небольших смещений секций, что позволяет производить изгиб или скручивание волновода в небольших пределах. Чем больше секций, тем больше может быть угол изгиба или скручивания. Для компенсации отражений, возникающих в разрывах между секциями, длина их берется примерно l/4. Резонансный гибкий волновод имеет повышенные потери за счет просачивания электромагнитной энергии в зазоры между секциями, поэтому с целью экранировки его помещают в гибкую металлическую сетку.

В коаксиальных линиях подвижные соединения выполняются с помощью гибких кабелей. Эти кабели используются иногда и в качестве подвижных соединений между волноводами.

2.5. Вращающиеся соединители [1-3]