193953. lajstromszámú szabadalom • Sugárzó tölcsér konstrukció
A találmány tárgya sugárzó tölcsér konstrukció, amely sorrendben koaxiális-négyszögke resztmetszetű tápvonal át menetet, négyszög-kör kereszt metszetű tápvonalátmenetet és körkeresztmetszetű tölcsérsugárzót tartalmaz, célszerűen Cassegrain antennákhoz. Ismeretes, hogy a mikrohullámú információátvitelben alkalmazott adó, illetve vevőoldali antennák táplálása az antennaszerkezetben elhelyezett sugárzó elemmel történik. A gyakorlatban az antennához a mikrohullámú jel koaxiális, vagy négyszögkeresztmetszetű tápvonal érkezik az antennafejhez, majd több speciális tápvonalátmeneten áthaladva valamilyen hengerszimmetrikus tölcsérsugárzó végén kerül kisugárzásra. Az adó és vevőoldalon értelemszerűen ugyanolyan antennaszerkezet van. Egy ismert és gyakran alkalmazott sugárzó tölcsér konstrukciót az 1. ábrán mutatunk be. Az itt szemléltetett hagyományos sugárzó tölcsér konstrukció három fő részből van felépítve, nevezetesen az 1 koaxiális-négyszögkeresztmetszetü tápvonalátmenetből, amelynek 11 koaxiális tápvonalátmenete és 13 szondája lényegében egy koaxiális csatlakozó aljazat, továbbá a 12 négyszögkeresztmetszetű tápvonalkarima kimenethez — rendszerint oldható csavarkötéssel — erősített 21 négyszögkeresztmetszetű tápvonalkarima bemenethez csatlakozó 2 négyszög-körkeresztmetszetű tápvonalátmenetből, és a 22 körkeresztmetszetü tápvonalkarima kimenethez illeszkedő 31 körkeresztmetszetű tápvonalkarima bemenettel rendelkező 3 körkeresztmetszetü tölcsérsugárzóból áll. A mikrohullámú jelsugár a 3 körkeresztmetszetű tölcsérsugárzó 32 tölcsérsugárzó kimenetén átlépve atmoszferikus úton terjed tovább. Az ismert sugárzó tölcsér konstrukció tehát rendszerint oldható csavarkötéssel öszszeerősített több, önmagában ismert tápvonalátmenet összekapcsolásával van megvalósítva, és ebből eredőek az ismert konstrukció hibái is. Az ismert konstrukciók hátrányait három fő csoportba sorolhatjuk. Elsőnek vizsgáljuk a gyártástechnológiai hátrányokat. A koaxiális-négyszögkeresztmetszetű tápvonalátmenet alapanyaga rendszerint kalibrált belső négyszögkeresztmetszettel kialakított félgyártmány vörösréz tápvonal, amelynek keresztmetszeti geometriai méretei az üzemi hullámhossztól függnek. A tápvonalcső egyik vége le van zárva, majd a tápvonalszakaszhoz koaxiális tápvonalbemenet van erősítve, és a tápvonalcső másik végére négyszögkeresztmetszetű tápvonalkarima kimenet van erősítve. A felsorolt mechanikai kötések mindegyike forrasztás, amely a választott műveleti sorrend szerint: egyidőben azonos forraszanyaggal, egyszeri hőbevitellel, vagy külön lépésben, eltérő forraszanyaggal, és többszöri hőbevitellel van megvalósítva. A forrasztással járó hőbevitelt 2 a vörösréz (tombak) tápvonalcső igen rósz szül tűri, mivel a jelentős hőtágulású vörös rézben a kihűlés után maradó mechanikai feszültségek — elektromos paraméterek romlását okozó — deformációkat hoznak létre, pl.: elcsavarodás, kalibrált belső keresztmetszet torzulás stb. A négyszög-körkeresztmetszetű tápvonalátmenet alapanyaga egy speciális, ún. galvánplasztikai úton előállított, különlegesen bonyolult geometriai áthatást tartalmazó tápvonal. Ezt az áthatást az ismert konstrukcióknál például kizárólagosan csak különleges gyártástechnológiával lehet előállitani, illetve elektromos szempontból a tápvonalcső hosszirányú osztása sem engedhető meg. A számunkra kritikus belső keresztmetszet adott áthatási függvény szerint hosszirányban változó, szűkén tűrésezett méreteit a kész tápvonalon úgy állítjuk elő, hogy egy vezető anyagból készült magra galvánfürdőben vörösrezet választunk ki, majd az ilymódon kellőképp megvastagított burkolatból a magot kihúzzuk. Az így leválasztott burkolat belseje reprezentálja a kívánt áthatást. Ezután a hosszantartó galvanizálás miatt durva (a rézkiválás ilyen vastagság esetén nem egyenletes) külsőt kiigazítjuk, és a négyszögkeresztmetszetű végére fix, négyszögkeresztmetszetű tápvonalbemenetet forrasztunk, a másik végére pedig általában laza karima fogadására körkeresztmetszetű tápvonalkarima kimenetet esztergálunk. E tápvonalkimenet hátrányos tulajdonsága, hogy a galván úton leválasztott vörösréz nem egyenletes, porózus és rideg, továbbá a fix karima felforrasztásakor bevitt hő hatására gyakran megreped, és a repedés javítása, azaz vezetőanyaggal való kitöltése igen hosszadalmas. Általában a galvánplasztikai eljárás lassú és villamosenergiaigényes folyamat, ezért rendkívül költséges. A körkeresztmetszetű tölcsérsugárzó minden eleme lényegében hengerszimmetrikus, így vörösréz rúdanyagból esztergálással gyártható. Ennek a gyártási módnak hátránya a rossz anyagkihozatal, mivel a belseje végig üreges igen sok vörösréz anyag forgácsolódik le. összevetve a hagyományos konstrukciók gyártástechnológiai hátrányait megállapíthatjuk, hogy az elektromos szempontból egyébként kiváló vezető tulajdonságú vörösréz alapanyagként való választását a galvánplasztikai úton előállítható tápvonalátmenet determinálja. A továbbiakban a galvánplasztikai vörösréz anyagával korróziós problémák miatt azonos anyagú karimák és tápvonalelemek hőbevitelt (forrasztást) igénylő gyártásából eredő hátrányok dominálnak. Végül az egész gyártástechnológia alapvetően költséges. Másodszorra vizsgáljuk meg az ismert sugárzó tölcsér konstrukciós hátrányait. A több, önmagában ismert tápvonalátmenet fix 2 93953 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 50 55
