Фланцевые соединения с бронзовыми рассеченными прокладками.

В таком соединении электрический контакт осуществляется за счет пружинящих лепестков расположенных по внутреннему периметру поперечного сечения волновода Рис.32

Рис.32. Контактное фланцевое соединение с бронзовой рассеченной прокладкой: 1 – волновод; 2 – фланец; 3 – бронзовая рассеченная прокладка; 4 – резиновая прокладка

Такие прокладки изготавливают из фосфористой бронзы толщиной 0,12-0,2 мм причем в случае необходимости ее серебрят с двух сторон. Контактные лепестки выполняют методом просечки относительно канала волновода прокладка фиксируется соединительными болтами, а в ряде случаев направляющими. В случае необходимости например для защиты от внешних воздействий может осуществляться герметизация соединения посредством двух резиновых прокладок располагающихся по обе стороны прокладки Рис.32. Применение такой прокладки (контактной) улучшает параметры соединений. Однако, при многократных сборках разборках прокладки заменяют новыми предварительно обработав соединяемые поверхности спиртом.

Фланцевые соединения с бронзовой контактной прокладкой «коробочка».

Прокладки в виде «коробочки» применяют для уменьшения требований к величине зазора s Рис.31 при сохранении параметров соединения Рис.33.

Рис. 33. Контактное фланцевое соединение с бронзовой рассеченной прокладкой «коробочкой»: 1 – волновод; 2 – фланец; 3 – контурная прокладка «коробочкой»; 4 – резиновая прокладка

Электрический контакт так же как и в предыдущем виде фланцевого соединения осуществляется с помощью пружинящих лепестков контактной прокладки в случае необходимости герметизация соединения осуществляется при помощи одной резиновой прокладки. На Рис.34 приведены конструкции контактных прокладок.

Рис. 34. Конструкции контактных прокладок в виде «коробочки»

Прокладка на Рис.34(а) имеет следующие недостатки

1. При обжатии лепестки слипаются и не пружинят.

2. В конце просечек лепестков при обжатии велика вероятность образования трещин.

Для устранения первого недостатка была разработана конструкция прокладки представленная на Рис. 34(б), в такой конструкции лепестки хорошо пружинят и не слипаются однако вероятность образования трещин сохраняется. Для устранения такой вероятности в конце просечки лепестков делают отверстия Рис. 34(в). Наличие зазоров между лепестками прокладки несколько увеличивает потери и снижает уровень электрогерметичности. В качестве примера для рассмотренных видов контактных прокладок приведем влияние зазора s между фланцами стандартного волновода размером 23*10мм на электрогерметичность L и на величину вносимых потерь (толщина прокладки 0,1мм)Рис.35 и Рис.36 соответственно

Рис. 35. Зависимость электрогерметичности от величины зазора между фланцами

Рис. 36. Зависимость вносимых потерь от величины зазора между фланцами

Рассмотренные виды прямоугольных волноводов относятся к виду контактных соединений они работают в том же диапазоне частот что и сам волновод т.е. фактически являются широкополосными.

Дроссельно-фланцевые соединения.

Такие соединения улучшают параметры соединителя, но за счет сужения полосы частот. Принцип действия такого соединения основан на изменении величины входного сопротивления короткозамкнутой линии от ее длины в пределах Рис.37.

Рис. 37. Эпюры напряжения, тока и входного сопротивления в короткозамкнутой линии

При работе линии без потерь короткозамкнутой на конце напряжение на нагрузке равно 0 а ток . Т.е. при . В короткозамкнутой на конце линии потребления энергии нет и в ней устанавливается режим стоячей волны.

Дроссельно-фланцевое соединение (рис. 38) представляет собой замкнутую на конце линию длиной выполненную в форме канавок и углубления внутри фланца включенную последовательно в главную линию.

Рис. 38. Волноводное дроссельно-фланцевое соединение

Участок соединения между точками ABC образует дроссель. При распространении волны P(H₁₀) часть энергии Р₂ в точке А ответвляется в дроссель, образуя стоячую волну. Внешний круговой паз BC возбуждается как коаксиальная линия с колебаниями типа H₁₁. На рис. 39 показана конфигурация силовых линий электрического поля в дроссельном соединении.

Рис. 39. Конфигурация силовых линий электрического поля в дроссельном соединении

Если дроссель смещен относительно волновода, то так же возбуждается волна Н₃₁, а в случае нарушения симметрии может возбуждаться волна и Н₂₁.

В точке А такого соединения осуществляется электрический контакт, а в точке В – механический. Участок ВС является короткозамкнутой коаксиальной линией с длиной волны . Участок АВ – это четвертьволновая радиальная линия. Таким образом, условием работы дроссельно-фланцевой линии является условие

Рассмотрим принцип работы дроссельно-фланцевого соединения с учетом эпюр напряжения, тока и входного сопротивления в короткозамкнутой линии (рис. 37):

1. Поскольку длина короткозамкнутой линии АВС равна , то входное сопротивление дросселя в точке А будет равно 0; ток будет максимальным. Это фактически эквивалентно короткому замыканию в точке А; не смотря на отсутствие механического контакта в точке А, волноводы как бы идеально прилегают друг к другу.

2. В точке В ток равен 0, не зависимо от того, существует механический контакт или нет, т.е. качество обработки и чистота сопрягаемых поверхностей в этой точке не оказывают заметного влияния на параметры соединения. Кроме того, в точке В входное сопротивление бесконечно большое, и следовательно на сопротивлении механического контакта заметного выделения мощности не происходит.

3. В точке С осуществляется короткое замыкание линии АВС.

Для улучшения электрического контакта в точке А необходимо чтобы волновое сопротивление линии ВС было . Если величина = 500 Ом, то волновое сопротивление линии меньше или равно 50 Ом. Для защиты полости тракта от внешних воздействий (в случае необходимости) в конструкцию дроссельно-фланцевого соединения вносят уплотнительную прокладку, устанавливаемую в добавочную концентрическую канавку. С целью уменьшения и вероятности электрического пробоя дроссельно-фланцевого соединения, острые кромки скругляют.

Недостатками ДФС являются:

1. Большие габариты и сложность конструкции по сравнению с контактными соединениями

2. Трудность обеспечения электрогерметичности лучше 60-80 дБ.