устройство для настройки фидера на бегущую волну на нескольких фиксированных волнах

Формула изобретения

Устройство для настройки фидера на бегущую волну на нескольких фиксированных волнах, состоящее из отрезка фидера с параллельно включенными емкостными элементами, которые разнесены вдоль фидера на расстояние, равное половине длины волны, и установлены с возможностью перемещения вдоль фидера в процессе настройки, отличающееся тем, что отрезок фидера выполнен в виде экранированной коаксиальной линии с продольной щелью шириной 1,2-1,5 диаметра внутреннего проводника, а емкостные элементы выполнены в виде подпружиненных зажимов, снабженных фиксирующими винтами, причем внутренние поверхности губок зажимов выполнены в виде дуг окружностей, радиус которых равен радиусу внешней поверхности внутреннего проводника коаксиальной линии, а суммарная их длина l₃ составляет долю от длины окружности внутреннего проводника коаксиальной линии, определяемую формулой

l₃=1-l₁-l₂,

где l₁ - доля длины окружности, соответствующая расстоянию между внешними краями губок и равная 0,333-0,25;

l₂ - доля длины окружности, соответствующая расстоянию между внутренними краями губок.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено, в частности, для настройки коаксиального фидера маломощного телевизионного передатчика УВЧ диапазона.

Известно устройство, состоящее из отрезка линии с параллельно включенными емкостными элементами, которые разнесены вдоль линии на одинаковые расстояния [1]. Это устройство выполняется на полосковой линии и использование его в коаксиальном фидере затруднительно; кроме того, с помощью этого устройства нельзя настроить фидер на нескольких частотах.

Известно устройство, состоящее из отрезка коаксиальной линии с параллельно включенными емкостными элементами, которые разнесены вдоль линии на одинаковые расстояния [2]. Емкостные элементы в этом устройстве закреплены в соответствующих сечениях линии и в процессе настройки не передвигаются. Настройка фидера на той или другой частоте осуществляется изменением величины емкостей переменных конденсаторов емкостных элементов, каждый из которых снабжен независимым приводом. Одновременная настройка фидера на нескольких частотах невозможна, а такая настройка требуется при одновременной работе передатчиков разных телевизионных программ на общую антенну и соответственно общий фидер.

Известно устройство для одновременной настройки фидера на бегущую волну на нескольких частотах, содержащее отрезок линии передачи, емкостные элементы, включенные параллельно и расположенные на расстоянии половины длины волны один от другого, и индуктивные элементы, включенные последовательно на расстоянии половины длины волны один от другого и на расстоянии четверти длины волны от емкостных элементов [3]. Это устройство удобно для настройки открытых фидеров, каждый из проводов которых выполняется из нескольких параллельных проволок: индуктивный участок осуществляется сужением провода путем стягивания проволок. Перемещение последовательной индуктивности вдоль фидера в процессе настройки осуществляется изменением положения стяжек. Однако изменение положения сужений в коаксиальной линии с жестким внутренним проводником не представляется возможным.

Известно устройство для одновременной настройки фидера на бегущую волну на нескольких волнах, содержащее отрезок линии передачи, емкостные элементы, включенные параллельно и расположенные на расстоянии половины длины волны один от другого; емкостные элементы выполнены в виде двух проволочных рамок, которые подвешены на проводах фидера и перемещаются при настройке с помощью штанги [4] (прототип). Таким образом, удобство и быстрота настройки устройства обеспечены, однако выполнение емкостных элементов в виде проволочных рамок в жесткой коаксиальной линии не представляется возможным.

Предлагаемым изобретением решается задача достижения удобства и быстроты настройки на бегущую волну коаксиального фидера на нескольких волнах.

Для достижения этого технического результата в известном устройстве для настройки фидера на бегущую волну на нескольких фиксированных волнах, состоящем из отрезка фидера с параллельно включенными емкостными элементами, которые разнесены вдоль фидера на расстояние, равное половине длины волны, и установлены с возможностью перемещения вдоль фидера в процессе настройки, для решения упомянутой задачи отрезок фидера выполнен в виде экранированной коаксиальной линии с продольной щелью шириной 1,2...1,5 диаметра внутреннего проводника, а емкостные элементы выполнены в виде подпружиненных зажимов, снабженных фиксирующими винтами, причем внутренние поверхности губок зажимов выполнены в виде дуг окружностей, радиус которых равен радиусу внешней поверхности внутреннего проводника коаксиальной линии, а суммарная их длина l₃ составляет долю от длины окружности внутреннего проводника коаксиальной линии, определяемую формулой

l ₃=1-l₁-l₂,

где l₁ - доля длины окружности, соответствующая расстоянию между внешними краями губок и равная 0,333...0,25;

l₂ - доля длины окружности, соответствующая расстоянию между внутренними краями губок.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг.2 изображено предлагаемое устройство, поперечный разрез; на фиг.3 изображен емкостный элемент, вид вдоль оси коаксиальной линии; на фиг.4 изображен емкостный элемент, вид поперек оси коаксиальной линии.

Устройство для настройки фидера на бегущую волну на нескольких фиксированных волнах (фиг.1 и 2) состоит из отрезка коаксиального фидера с внутренним проводником 1 и внешним проводником 2. К внутреннему проводнику 1 включены параллельно емкостные элементы 3, которые разнесены вдоль фидера на расстояние, равное половине длины волны , и установлены с возможностью перемещения вдоль фидера в процессе настройки. На фиг.1 показано четыре емкостных элемента, однако, число их может быть и другим: чем ближе расположены частоты настройки друг к другу, тем больше должно быть число емкостных элементов. Отрезок фидера выполнен в виде экранированной коаксиальной линии с продольной щелью, ширина b которой составляет 1,2...1,5 диаметра внутреннего проводника 1. Края внешнего проводника отогнуты наружу, так что глубина щели приблизительно равна ее ширине. В рабочем состоянии щель закрыта крышкой (на фиг.2 крышка не показана). Каждый емкостный элемент (фиг.3 и 4) выполнен в виде подпружиненного зажима. Он содержит две губки 6, две шпильки 7, две пружины 8, две щеки 9 и фиксирующий винт 5. Губка и соответствующая ей щека выполнены из единой металлической пластины, которая изогнута таким образом, что внутренняя поверхность губки имеет вид дуги окружности, радиус которой равен радиусу внешней поверхности внутреннего проводника 1 коаксиальной линии. Суммарная длина l₃ обеих губок составляет долю от длины окружности внутреннего проводника коаксиальной линии, определяемую формулой

l₃=1-l₁-l₂,

где l ₁ - доля длины окружности, соответствующая расстоянию между внешними краями губок и равная 0,333...0,25;

l₂ - доля длины окружности, соответствующая расстоянию между внутренними краями губок. Средние части щек 9 отогнуты внутрь.

Для каждой из рабочих частот (длин волн) на центральном проводнике установлен отдельный ряд емкостных элементов, подобный показанному на фиг.1, но с интервалами между элементами, равными половине длины волны на соответствующей рабочей частоте настройки. Все ряды размещены на одном и том же участке фидера. Размеры емкостных элементов (высота и ширина щек), предназначенных для настройки на большую рабочую частоту, меньше, чем у элементов, предназначенных для настройки на меньшую рабочую частоту.

Настроенное устройство создает на каждой из частот настройки коэффициент отражения, приблизительно равный по амплитуде и противоположный по фазе коэффициенту отражения от антенны на этой частоте. Коэффициент отражения от емкостных элементов 3 (фиг.1) имеет относительно большую величину на частоте настройки, поскольку отражения от отдельных емкостных элементов, разнесенных на половину длины волны, складываются синфазно на данной рабочей волне. На других частотах коэффициент отражения от этих емкостных элементов мал, поскольку синфазного сложения отражений не происходит. Таким образом, настройка на разных рабочих длинах волн может производиться почти независимо. При настройке емкостные элементы 3 (фиг.1) передвигают вдоль внутреннего проводника 1 с помощью диэлектрического пинцета для получения минимальной величины коэффициента отражения. Для этого пинцет вводят в щель 4 (фиг.2) внешнего проводника 2 и слегка сжимают щеки 9 (фиг.3) емкостного элемента, в результате чего губки 6 разжимаются и емкостной элемент легко передвигается вдоль внутреннего проводника 1. Таким образом передвигают все емкостные элементы, служащие для настройки на данной рабочей волне. Если получившийся при этом коэффициент отражения больше допустимого, то добавляют или изымают один из емкостных элементов. Для этого щеки 9 элемента сжимают пинцетом сильнее, так, что концы губок 6 оказываются на расстоянии друг от друга, большем диаметра внутреннего проводника 1, благодаря чему емкостный элемент может быть снят с внутреннего проводника или надет на него. Выбор длины губок 6 в соответствии с приведенным выше соотношением обеспечивает как надежную фиксацию емкостного элемента на внутреннем проводнике, так и удобство установки. После настройки на данной частоте переходят к настройке на следующей. Предпочтительно начинать настройку с самой длинной из рабочих волн. По завершении процесса настройки фиксируют положения емкостных элементов с помощью винтов 5. При завинчивании винта 5 (фиг.3) отверткой он начинает упираться в отогнутую с образованием острого угла часть щеки 9 (левая щека на фиг.3). При этом щеки 9, свободно закрепленные на шпильках 7, раздвигаются в стороны, а губки 6 сдвигаются, прижимаясь к поверхности внутреннего проводника 1, чем и достигается надежная фиксация. После фиксации всех емкостных элементов щель во внешнем проводнике закрывают крышкой, которую, при необходимости, герметизируют. Выбор ширины щели в соответствии с приведенными выше соотношениями соответствует близкой к минимально необходимой для установки емкостных элементов. С другой стороны, упомянутое соотношение диаметра внутреннего проводника, ширины и высоты щели в наружном проводнике практически обеспечивает отсутствие влияния крышки на настройку.

Использованные источники

1. Патент США №6 504 448, кл. Н 03 Н 7/38 (нац. кл. 333/33), опубл.07.01.2003.

2. Патент США №6 621 372, кл. Н 03 Н 7/38 (нац. кл. 333/35), опубл.16.09.2003.

3. Авторское свидетельство СССР №1 190 431, кл. Н 01 Р 5/02, опубл.07.11.1985. Бюл.№41.

4. Авторское свидетельство СССР №327 542, кл. Н 01 Р 5/08, опубл.26.01.1972. Бюл.№5.