Устройство сложения сигналов различных частот Советский патент 1988 года по МПК H01P1/213 

V,., j, f

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - уменьшение потерь на прохождение сигнала. Сигналы на длинах волн А и Д о- ступающие в устр-ве на соответствующие отрезки прямоугольных волноводов, затем переходят в отрезок 2 круглого волновода мостового устр-ва 1, Плоскости (П) поляризации этих сигналов ортогональны между собой и образуют с П пластины 11 углы 45. В этих условиях половина мощности каждого из сигналов А, и t направление П поляризации которых параллельно П пластины 11, пройдя через отрезок прямоугольного волновода, прямоугольное плечо 13 и круглое плечо 14, поступает в отрезок 26 круглого волновода с полуотражающей структурой. Другая половина мощности сигналов А, и Д, направление П поляризации которых ортогонально П пластины 11, проходит в круглое плечо 10 с пластиной 11 круглое плечо 9 и поступает в отрезок 23 круглого волновода с полуотражающей структурой. Далее каждый из сигналов Д, и A/j делятся на две половины, из которых затем образуются суммарные сигналы с линейной поляризацией . Одинаковое направление П поляризации суммарных сигналов А и д, обеспечивает их сложение в круглом плече 31. 4 ил. (Л ( ю ;

ffu.f

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в вол- новодных трактах для сложения (разделения) сигналов различных частот.

Целью изобретения является уменьшение потерь на прохождение сигнала. На фиг. 1 схематически изображено устройство сложения сигналов различных частот; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1j на фиг. 4 - сечение В-В на фиг.1.

Устройство сложения сигналов различных частот содержит мостовое уст- ройство 1, выполненное в виде отрезка круглого волновода 2, закороченного с одного конца 3, и трех отрезков прямоугольного волновода 4, 5 .. и 6, расположенных по окружности от- резка круглого волновода 2 под углом 135° между первым отрезком прямоугольного волновода 4 и третьим ком прямоугольного волновода 6 и вторым отрезком прямоугольного волново- да 5 и третьим отрезком прямоугольного волновода 6, первый поляризаци- онньй селектор 7, имеющий прямоугольное плечо 8, круглое плечо 9, круглое плечо 10 с пластиной 11, второй поляризационный селектор 12, имеющий прямоугольное плечо 13, круглое плечо 14 круглое плечо 15 с пластиной 16, первый волноводный фазовращатель 17, имеющий фазосдвигающий элемент в виде короткозамыкающей стенки 18 с четвертьБолновой пластиной 19, закрепленной на ней под углом 45 к прямоугольному плечу 8, второй волноводный фазовращатель 20, имеющий фазосдвигающий элемент в виде короткозамыкающей стенки 21 с четвертьволновой пластиной 22, закрепленной на ней под углом 45° к прямоугольному плечу 13, первый отрезо круглого волновода 23 с полуотражаю- щей структурой, выполненной в виде металлических стержней 24 и 25, расположенных по радиусам первого отрезка круглого волновода 23, составляющим угол 45 с прямоугольным плечом 8 второй отрезок круглого волновода 26 с полуотражающей структурой, выполненной в виде металлических стержней 27 и 28, расположенных по радиусам второго отрезка круглого волновода 26, составляющим угол 45 с прямоугольным плечом 13, при этом расстояние между металлическими стержнями 24

25 (27, 28) равно ( Л1+А,), где

Q

Q 5 д 5

0

А,| длины волн, соответствующие средним частотам складываемых сигналов, причем третий отрезок прямоугольного волновода 6 мостового устройства 1 соединен с прямоугольным плечом 13 второго поляризационного селектора 12, конец 29 отрезка круглого волновода 2 мостового устройства 1 соединен с круглым плечом 10 с пластиной 11 первого поляризационного селектора 7, круглое плечо 15 с пластиной 16 второго поляризационного селектора 12 через отверстие 30 связи, которое выполнено в нем, соединено с прямоугольным плечом 8 первого поляризационного селектора 7, круглое плечо 9 первого поляризационного селектора 7 соединено с первым отрезком круглого волновода 23 с полуотражающей структурой и первым волноводным фазовращателем 17, круглое плечо 14 второго поляризационного селектора 12 соединено с вторым отрезком круглого волновода 26 с полуотражающей структурой и вторым волноводным фазовращателем 20. Первый отрезок прямоугольного волновода 4 и второй отрезок прямоугольного волновода 5 являются входами устройства для сложения сигналов различных частот, а отрезок круглого волновода 31 - его выходом.

Устройство сложения сигналов различных частот работает следующим образом.

Пусть сигналы на длинах волн Д,, А поступают соответственно в первый отрезок прямоугольного волновода 4 и второй отрезок прямоугольного волновода 5. Эти сигналы затем переходят в отрезок круглого волновода 2 мостового устройства 1. Плоскости поляризации сигналов А, и Д ортогональны между собой и образуют с плоскостью пластины 11 углы 45 . Б этих условиях половина мощности каждого из сигналов Л, и А, направление плоскости поляризации которых параллельно плоскости пластины 11, проходит в третий отрезок прямоугольного волновода 6, прямоугольное плечо 13, круглое плечо 14 и поступает во второй отрезок круглого волновода 26 с полуотражающей структурой. Другая половина мощности сигналов А, и Д, направление плоскости поляризации которых ортогонально плоскости пластины 11, проходит в круглое плечо 10 с пластиной 11, круглое плечо 9 и поступает в первый отрезок круглого волновода 23 с полуотражающей структурой. Рассмотрим далее отдельно прохождение каждого сигнала Д, и Aj, Сигнал /, при двойном прохождении (туда и обратно) первого отрезка круглого волновода 23 с полуотражающей структурой, выполненной в виде металлических стержней 24 и 25 и первого волновод- ного фазовращателя 17 с четвертьволновой пластиной 19, меняет направление плоскости поляризации на параллельной пластине 11, отражается от

чо 8 и через отверстие 30 связи в круглое плечо 15 и далее в круглое плечо 31 на выход устройства. При этом плоскость поляризации сигнала А, совпадает с плоскостью пластины 16. Первая половина сигнала Д,, поступившая, в круглое плечо 14 после двойного прохождения (туда и обратно) второго отрезка круглого волновода 26 с полуотражающей структурой, выполненной в виде металлических стержней 27 и 27 и второго волноводного фазовращателя 20 с четвертьволновой пластийой 22, меняет направление плоскости поляриза «ии на перпендикулярное пластине 16 и проходит Б круглое плечо 15 и круглое плечо 31. Здесь за счет равенства путей для первой и второй половины сигнала Д, происходит сложение половинок сигнала А, и обрязование суммар

ного сигнала ,V с линейной поляризацией, плоскость поляризации которого составляет угол 45 с плоскостью пластины 16. Аналогично происходит формирование суммарного сигнала в круглом плече 31. Для обеспечения одинакового направления плоскости поляризации суммарных сигналов А, и Л в круглом плече 31 расстояние от короткозамыкающей стенки 18 до середины расстояния между металлическими стержнями 24 и 25 выбирается 1 где 1 опредяется по формуле

1 0. 25f,.

/T J; /Л 1

Аналогично выбирается расстояние от короткозамыкающей стенки 21 до середины расстояния между металлическими стержнями 27 и 28. Одинаковое направление плоскости поляризации суммарных сигналов Л, и A-t обеспечивает их сложение в круглом плече 31. Если подать суммарный сигнал, содержащий длины волн д, и A-J , в круглое

плечо 31, то произойдет его разделение в первый отрезок прямоугольного волновода 4 и второй отрезок прямоугольного волновода 5.

Формула из(эбретения

Устройство сложения сигналов различных частот, содержащее мостовое устройство, первый и второй поляризационные селекторы, имеющие каждый прямоугольное плечо и два круглых плеча с пластиной в одном из них, первый и второй волноводные фазовра- щатели, имеющие фазосдвигающие зле- менты, первый и второй отрезок круглого волновода с полуотражающей структурой, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потерь на прохождение сигнала, мостовое устройство выполнено в виде отрезка круглого волновода, закороченного с одного конца, и трех отрезков прямоугольного волновода, расположенных по окружности отрезка круглого волновода под углом 133® между первым и третьим и BTOpbtM и третьим отрезками прямоугольного волновода, фазосдвига- ющий элемент в первом и втором волно- водных фазовращателях выполнен в виде короткозамыкающей стенки с чет- вертьволновой пластиной, закреплен

ной на ней под углом 45 к прямо2о

угольному плечу соответствующего по35 ляризационного селектора, каждая полуотражающая структура выполнена в виде двух металлических стержней, расположенных по радиусам отрезка круг- лого волновода, составляющим угол 45

40 с прямоугольным плечом соответствующего поляризационного селектора, на расстоянии (Л.+ / один от другого, где Д, , длины волн, соответствующие средним частотам склады45 ваемых сигналов, при зтом третий отрезок прямоугольного волновода мостового устройства соединен с прямоугольным плечом второго поляризационного селектора, другой конец отрезка круг50 лого волновода мостового устройства соединен с круглым плечом с пластиной первого поляризационного селектора, круглое плечо с пластиной второго поляризационного селектора через от55 верстие связи, которое выполнено в нем, соединено с прямоугольным плечом первого поляризационного селектора, круглые плечи первого и второго поляризационных селекторов соединены с

первым и вторым отрезками круглого волновода с полуотражающей структурой и первым и вторым волноводным фазовращателями соответственно, причем первый и второй отрезки прямоугольноА А

(fH/9.2

го волновода мостового устройства являются входами устройства для сложения сигналов различных частот, а круглое плечо второго поляризационного селектора - его выходом.

6-6

в-в

11

,а

fjue.4