專(zhuān)利名稱(chēng)：用于矩形波導(dǎo)管的可變“截止”衰減器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于波導(dǎo)管的衰減器，以及更具體地說(shuō)，涉及所謂的“截止”衰減器(cut-off attenuator)，即具有低于截止頻率的工作頻率的非耗散(non-dissipative)衰減器。
背景技術(shù)：
目前在各種應(yīng)用中使用矩形波導(dǎo)管，即以具有剛性矩形橫截面的空心元件形式制作的那些波導(dǎo)管，沿這些波導(dǎo)管傳播微波。為制作用于這種類(lèi)型波導(dǎo)管的截止衰減器，目前使用在矩形波導(dǎo)管的兩部分間放置的電纜。從構(gòu)造的觀(guān)點(diǎn)看，這是很復(fù)雜的。特別是，這需要雙波導(dǎo)電纜過(guò)渡。對(duì)于這種技術(shù)的說(shuō)明，參見(jiàn)F.E.Terman“Electronic andRadio Engineering”，(McGraw Hill，New York，1995，第154頁(yè))。
在其他實(shí)現(xiàn)形式中，衰減器是由插入矩形波導(dǎo)管的板組成。這些衰減器也顯示出對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)家來(lái)說(shuō)已知的某些缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)用于矩形波導(dǎo)管的衰減器，尤其是消除目前已知衰減器的缺點(diǎn)的截止衰減器。
實(shí)質(zhì)上，根據(jù)本發(fā)明的衰減器包括具有用于通路的第一可變截面元件的第一適配器，在最佳應(yīng)用的條件下，從第一頻帶中的第一波導(dǎo)管到第二頻帶中的第二波導(dǎo)管，以及具有用于通路的第二可變截面元件的第二適配器，在最佳應(yīng)用的條件下，從所述第二波導(dǎo)管到在所述第一頻帶中的第三波導(dǎo)管。從特征上講，本發(fā)明也規(guī)定了按照第一和第二可變截面元件能在第二波導(dǎo)管內(nèi)滑動(dòng)以及第一和第二可變截面元件相對(duì)于彼此是移動(dòng)的方式設(shè)置該第一和第二可變截面元件，以允許在第二波導(dǎo)管內(nèi)在它們之間定義縱向長(zhǎng)度可變的空部分。
例如，在IT-B-1253098(申請(qǐng)?zhí)朏I91A305)中描述了在最佳應(yīng)用的條件下，用于從一個(gè)波導(dǎo)管到另一個(gè)波導(dǎo)管的通路的適配器，盡管沒(méi)有提及在衰減器中使用這些適配器的可能性。
在具體的實(shí)施例例中，每個(gè)可變截面元件分別表現(xiàn)出向所述第一和所述第三波導(dǎo)管延伸的初始錐體部分以及具有與第二波導(dǎo)管的截面相應(yīng)的棱柱截面的部分，棱柱部分以垂直于所述第二波導(dǎo)管的縱向軸的它們各自的底部終止。
在各從屬權(quán)利要求中規(guī)定了根據(jù)本發(fā)明的衰減器的另外的優(yōu)點(diǎn)特性和實(shí)施例的形式。


通過(guò)參照本說(shuō)明書(shū)的描述和各附圖，本發(fā)明將更易于理解。附圖示出了本發(fā)明的非限制性例子。在圖中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的衰減器的外部視圖；圖2和3示出在兩種不同的結(jié)構(gòu)中的衰減器的縱向截面；圖3A和3B分別示出沿圖3的線(xiàn)IIIA-IIIA以及IIIB-IIIB的一個(gè)可變截面元件的橫截面和前視圖；圖4示出理論的衰減曲線(xiàn)；圖5示出實(shí)際的衰減曲線(xiàn)；和圖6列出了用于構(gòu)造圖5中的曲線(xiàn)所獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
具體實(shí)施例方式
在圖1至3中詳細(xì)說(shuō)明了在一種可能的實(shí)施例形式中的衰減器的結(jié)構(gòu)。它示出了兩種終端連接器，用1和3表示，經(jīng)用5表示的P頻帶波導(dǎo)管連接在一起，分別經(jīng)法蘭7和9將它的端部連接到連接器1和3的內(nèi)部部分。從前面看，連接器1和3與用點(diǎn)劃線(xiàn)示出和用11表示的在X頻帶中的第一波導(dǎo)管、用點(diǎn)劃線(xiàn)示出和用12表示的在X頻帶中的另一波導(dǎo)管相關(guān)。正如所知道的，在P和X頻帶中的波導(dǎo)管具備擁有不同比例的側(cè)面的矩形截面。為將每個(gè)X頻帶波導(dǎo)管11和12與P頻帶波導(dǎo)管5連接，終端連接器1和3均具有各自的空腔1C和3C，空腔1C和3C具有在連接器的入口和出口之間，即在X頻帶中的波導(dǎo)11或12以及P頻帶中的波導(dǎo)5之間改變的可變矩形截面。
由如Teflon制成的，具有可變截面的第一元件在連接器1中延伸并具有錐體部分，該錐體部分的底部以一終端底部13B匯合成棱柱部分(詳見(jiàn)圖3)。在圖3A的截面圖以及圖3B中的前視圖中詳細(xì)地示出了元件13的形狀。
具有同樣可變截面的第二元件15在終端連接器3的內(nèi)部延伸，其中相對(duì)于元件13對(duì)稱(chēng)地定位第二元件15以便其底部15B與元件13的底部13B相對(duì)。兩個(gè)可變截面元件13和15的矩形截面棱柱部分延伸到終端連接器1和3之間放置的波導(dǎo)管5中。
經(jīng)舌狀物、銷(xiāo)或一些其他連接件(示意性地用17和19表示)，將每個(gè)可變截面元件13和15連接到各自的滑塊21和23。連接件17和19的裝置通過(guò)在波導(dǎo)管5中構(gòu)造的縱向槽5F?；瑝K21和23具有與螺紋部分25A和25B嚙合的從一端穿過(guò)一端的螺紋孔，螺紋部分25A和25B是在由終端連接器1和3上的托架27和28支撐的螺桿25中相反方向的螺紋。螺桿25可經(jīng)旋鈕31彼此相互旋轉(zhuǎn)，旋鈕31經(jīng)軸33穩(wěn)定地固定到該螺桿上。在一個(gè)方向或其他方向中轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕31導(dǎo)致可變截面元件13和15滑動(dòng)相互靠近，如圖2所示，或分隔更遠(yuǎn)，底部表面13B和15B按照在矩形波導(dǎo)5中的空白空間5V彼此分開(kāi)。能通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕31來(lái)調(diào)節(jié)空白空間5V的縱向尺寸以便將可變截面元件13和15移開(kāi)更遠(yuǎn)或更靠近在一起。
改變空白空間5V的縱向尺寸，并因此改變可變截面元件13和15的間距，引起沿波導(dǎo)管11、5和12傳送的脈沖的可變衰減。
對(duì)于P頻帶波導(dǎo)(截止頻率9.494GHz)以及8至9.49GHz的頻率范圍，每單位長(zhǎng)度(cm)的理論衰減分別在9.2至0db之間改變。用db表示的該衰減是下列公式(參見(jiàn)F.E.Terman“Electronic andRadio Engineering”，McGraw Hill，New York，1995，第153頁(yè))的結(jié)果α(db)=(54.6/λc)1-(v/vc)2----(1)]]>其中截止頻率νc用GHz表示以及按cm計(jì)量的截止波長(zhǎng)用λc＝30/νc給出。圖4表示水平軸上為按GHz計(jì)的頻率、縱軸為每單位長(zhǎng)度的衰減的該理論衰減曲線(xiàn)。因此，在理論上，在上述衰減器中，獲得取決于傳播的波頻率并且等于圖4中的曲線(xiàn)上的縱坐標(biāo)值乘以空白空間5V的長(zhǎng)度，即兩個(gè)表面13B和15B間的間距的衰減。
然而，等式1僅當(dāng)傳輸系數(shù)T必定按下述公式衰減才有效T＝exp(-α)(2)該公式僅在大α值的限制下有效。更準(zhǔn)確地說(shuō)，由以下公式給出傳輸系數(shù)T＝[1+exp(α)]-1(3)因此，在截止(ν＝νc)處，實(shí)際衰減αν理應(yīng)與傳輸系數(shù)有以下關(guān)系αν(db)＝10log(T-1) (4)不是0而是3db(因?yàn)閭鬏斚禂?shù)是1/2而不是1)。
因此，實(shí)際衰減曲線(xiàn)理應(yīng)用圖5中的虛線(xiàn)表示，圖5也示出了所進(jìn)行的測(cè)量。從用于指定頻率的衰減區(qū)5V的長(zhǎng)度的函數(shù)的一系列衰減測(cè)量中導(dǎo)出具有相對(duì)誤差的每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。圖6示出對(duì)經(jīng)波導(dǎo)管11、5和12傳播的波頻率為8.59GHz的這些測(cè)量的結(jié)果。在水平軸上用mm示出了表面13B和15B間的距離，同時(shí)在垂直軸上示出了按db計(jì)量的衰減。
引入乘法因數(shù)0.8以獲得理論曲線(xiàn)(在圖4中所示)以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(圖5中的虛線(xiàn))之間更好的一致性，產(chǎn)生圖5中所示的實(shí)線(xiàn)曲線(xiàn)。
應(yīng)當(dāng)理解，附圖僅說(shuō)明了按本發(fā)明的實(shí)際示例給出的例子，而所述發(fā)明的形式以及結(jié)構(gòu)可大量改變而不脫離本發(fā)明的概念的范圍。在附后的權(quán)利要求書(shū)中出現(xiàn)的參考數(shù)字是便于參考說(shuō)明書(shū)和附圖來(lái)閱讀權(quán)利要求而不是為了限制由權(quán)利要求書(shū)表示的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于矩形波導(dǎo)管的衰減器，包括第一適配器，其具有用于通路的，在最佳應(yīng)用條件下從第一頻帶中的第一波導(dǎo)管(11)到第二頻帶中的第二波導(dǎo)管(5)的第一可變截面元件(13)，以及第二適配器，其具有用于通路的，在最佳應(yīng)用條件下從所述第二波導(dǎo)管(5)到在所述第一頻帶中的第三波導(dǎo)管(12)的第二可變截面元件(15)；其特征在于定位所述第一和第二可變截面元件(13和15)以便它們能在所述第二波導(dǎo)管(5)中滑動(dòng)，所述第一和第二可變截面元件(13和15)相對(duì)于彼此是移動(dòng)的，以便在它們之間，在所述第二波導(dǎo)管(5)內(nèi)定義具有可變縱向尺寸的空白區(qū)(5V)。
2.如權(quán)利要求1所述的衰減器，其特征在于所述第一和所述第二可變截面元件的每個(gè)分別提供向所述第一和所述第三波導(dǎo)管延伸的初始錐體部分以及具有與第二波導(dǎo)管的截面相應(yīng)的棱柱截面部分，該棱柱部分以垂直于所述第二波導(dǎo)管(5)的縱向軸的它們各自的底部(13B和15B)終止。
3.如權(quán)利要求1或2的衰減器，其特征在于所述第一和所述第二可變截面元件相互對(duì)稱(chēng)。
4.如在前的一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求所述的衰減器，其特征在于所述第一和第二可變截面元件(13，15)延伸到兩個(gè)相應(yīng)的終端連接器(1，3)中，在該兩個(gè)相應(yīng)的終端連接器(1，3)間插入所述第二波導(dǎo)管(5)，將該第二波導(dǎo)管的終端連接到所述終端連接器。
5.如權(quán)利要求4所述的衰減器，其特征在于所述第二波導(dǎo)管提供縱向槽(5F)，用于連接所述第一和第二可變截面元件(13，15)以及相應(yīng)滑塊(21，23)的構(gòu)件穿過(guò)該縱向槽(5F)，該滑塊(21，23)又與用于調(diào)節(jié)所述第一和第二可變截面元件(13，15)的相對(duì)位置的調(diào)節(jié)裝置(25，31，33)相關(guān)聯(lián)。
6.如權(quán)利要求5所述的衰減器，其特征在于所述調(diào)節(jié)裝置包括具有部分(25A，25B)的螺桿(25)，該部分(25A，25B)具有方向相反的螺紋，以及所述兩個(gè)滑塊(21和23)嚙合在該部分(25A和25B)上。
7.如在前的一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求所述的衰減器，其特征在于所述第一和所述第三波導(dǎo)管(11，12)是X頻帶波導(dǎo)管，所述第二波導(dǎo)管(5)是P頻帶波導(dǎo)管。
8.如在前的一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求所述的衰減器，其特征在于所述第二波導(dǎo)管(5)的長(zhǎng)約為80mm，空白部分(5V)具有在0至40mm的范圍內(nèi)可變的縱向長(zhǎng)度。
9.如在前的一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求所述的衰減器，其特征在于所述第一和所述第二可變截面元件是用Telfon制成。
全文摘要
提供一種衰減器，包括用于通路的兩個(gè)可變截面元件(13，15)，在最佳應(yīng)用條件下，從在P頻帶中的第一波導(dǎo)管到在X頻帶中的第二波導(dǎo)管，或反之亦然。一個(gè)空氣填充區(qū)(5V)位于兩個(gè)可變截面元件之間，其長(zhǎng)度可按所需的衰減的函數(shù)改變。
文檔編號(hào)H01P1/22GK1447997SQ01814191
公開(kāi)日2003年10月8日 申請(qǐng)日期2001年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月14日
發(fā)明者安尼迪奧·蘭法格尼, 帕斯奈勒·法波尼, 吉安·保羅·帕茲, 丹尼拉·姆格奈 申請(qǐng)人:國(guó)家研究委員會(huì)