Квазиоптический преобразователь линейной поляризации в круговую Советский патент 1992 года по МПК H01P3/20 H01Q15/00 

угол 45° с плоскостью поляризации падающей волны, и два двугранных прямоугольных металлических уголковых отражателя установленных в смежных плечах рззветв- ления, расположенных по обе стороны or решетки. Их ребра перпендикулярны осям соответствующих лучеводов и образуют угол 45° с проводниками одномерной проволочной решетки При разности осевых расстояний уголковых отражателей от ре- шетки, равной А/8, где А - длина волны, происходит преобразование входной линейной поляризованной волны в волну с круговой поляризацией на выходе

Недостатком данного устройства является узкая полоса рабочих частот при работе без подстройки его элементов

Цель изобретения - расширение полосы рабочих частот преобразователя поляризации. Достижение этой цели актуально при создании широкополосных антенн круговой поляризации, дуплексных устройств РЛС поляризационных фазовращателей и ряда других устройств с волнами круговой поляризации.

Поставленная цель достигается тем, что в известном квазиоптическом преобразователе линейной поляризации в круговую, содержащем четырехплечее крестообразное разветвление лучеводов в диагональной плоскости которого установлена одномерная проволочная решетка, проводники которой образуют угол 45° с плоскостью поляризации падающей вопны, а в смежных плечах, расположенных по обе стороны одномерной проволочной решетки, установлены двугранные уголковые металлические отражатели с возможностью вращения вокруг оси лучевода, при этом ребра уголковых отражателей перпендикулярны осям соответствующих лучеводов и образуют угол 45° с проводниками одномерной проволочной решетки, введена эквидистантная решетка из металлических пластин, расположенная между одномерной проволочной решеткой и ближайшим к ней двугранным уголковым отражателем. Металлические пластины эквидистантной решетки параллельны или перпендикулярны проводникам одномер ной проволочной решетки, размер металлических пластин эквидистантной решетки по оси лучевода выбран равным 0 34 А, где А- средняя длина волны рабочего диапазона, расстояние между металлическими пласти нами эквидистантной решетки выбрано равным A/V2. При этом разность осевых расстояний между одномерной проволочной решеткой и двугранными уголковыми

-

-

20

25

5 10

металлическими отражателями равна 0,07 А. Квазиотический преобразователь линейной поляризации в круговую представлен на чертеже.

Преобразователь содержит четырехплечее крестообразное разветвление лучеводов, в его диагональной плоскости установлена одномерная проволочная решетка 4, проводники ее образуют угол 45° с плоскостью поляризации падающей волны В двух смежных плечах разветвления, расположенных по обе стороны от решетки 4, на разных расстояниях от нее установлены двугранные уголковые металлические отра15 жатели 1 и 2 с возможностью вращения вокруг оси лучевода. Ребра уголковых металлических отражателей перпендикулярны осям соответствующих лучеводов и образуют углы 45° с проводниками одномерной проволочной решетки 4. Между одномерной проволочной решеткой 4 и ближайшим к ней уголковым отражателем 1 введена эквидистантная решетка 3 из мета- лических пластин. Металлические пластины решетки 3 параллельны или перпендикулярны проводникам одномерной проволочной решетки 4, их размер по оси лучевода з выбран равным 0 34 А, где А- средняя длина волны рабочего диапазона, а расстояние

30 а между металлическими пластинами эквидистантной решетки 3 выбрано равным 1/V2. Разность осевых расстояний между одномерной проволочной решеткой 4 и двугранными уголковыми металлическими от35 ражателями 1 и 2 h - И равна 0,07 А

Преобразователь поляризации работает следующим образом.

Падающая линейно поляризованная волна на Одномерной проволочной решетке 4 разделяется на две ортогонально поляризованные составляющие одинаковой амплитуды. Составляющая волны, прошедшая сквозь решетку 4 в плечо с металлическим уголковым отражателем 2, после поворота последним ее плоскости поляризации на угол 90° отражается решеткой 4 в выходное плечо со сдвигом фазы, равным таковому в свободном пространстве на длине 2 у. Ортогональная ей составляющая волны отражается решеткой 4 в плечо с уголковым металлическим отражателем 1 и повернутая им на угол 90° проходит в выходное плечо со сдвигом фазы, равным сдвигу фазы в свободном пространстве на длине - h и в эквивалентном эквидистантной решетке 3 волноводе длиной з с широкой стенкой а Дифференциальный фазовый СДРИГ между ортогональными составляющими волны на выходе преобразователя рпаен

40

45

50

55

A A -rl l Jll-f . + 2 13 71/21311 Л4

tro можно представить в виде суммы двух слагаемых, характеризующих фазовые сдвиги в свободном пространстве (в лучево- дах устройства) и в эквидистантной решетке 3

(2l2-2li)

(А/2а)2

Поскольку характеры частотных зависимостей этих двух слагаемых различны (в лу- чеводе с увеличением длины волны фазовый сдвиг уменьшается, а в эквидистантной решетке из металлических пластин дифференциальный фазовый сдвиг увеличивается), то при определенных значениях разности рас- стояний уголковых отражателей 1 и 2 от решетки A (h - Н), осевой длины пластин решетки 3 (з) и расстояния между пластинами а удаляется в широком диапазоне получить дифференциальный фазовый сдвиг, слабо зависящий от частоты. При выборе а A/V2, з 0,3 А и la-Н 0,07 А дифференциальный фазовый сдвиг Ау составляет 90° и изменяется не болог чэм на 4° при изменении длины волны от 0,9v2 А , т.е. в 60% диапазоне частот В этом диапазоне на выходе преобразователя получаем кругополяризованное колебание (коэффициент эллиптичности во всем диапазоне остается не хуже 0,9).

Если один из уголковых металлических отражателей повернуть вокруг оси лучевода на угол 90°, что равносильно введению дополнительного 180° фазового сдвига, не зависящего от частоты, то на выходе круговая поляризация изменит направление вращения.

Формула изобретения

Квазиоптический преобразователь линейной поляризации в круговую, содержа щий четырехплечее крестообразное разветвление лучеводов, в диагональной плоскости которого установлена одномерная проволочная решетка, проводники которой образуют угол 45° с плоскостью поляризации падающей волны, а в смежных плечах, расположенных по обе стороны одномерной проволочной решетки, установлены двугранные уголковые металлические отражатели с возможностью вращения вокруг оси лучевода, при этом ребра уголковых металлических отражателей перпендикулярны осям соответствующих лучеводов и образуют угол 45° с проводниками одномерной проволочной решетки, отличающийся тем, что, с целью расширения полосы рабочих частот, введена эквидистантная решетка из металлических пластин, расположенная между одномерной проволочной решеткой и ближайшим к ней двугранным уголковым металлическим отражателем, причем металлические пластины эквидистантной решетки параллельны оси лучевода и параллельны или перпендикулярны проводникам одномерной проволочной решетки, при этом размер металлических пластин эквидистантной ре по оси лучезода выбран оавнь м 0,3 А, где А - средняя длина волны рабочего диапазона, расстояние между металличе с:сими пластинами сквидмсттнтчой решетки в ы б р а н о р ч в н ы м А/ 2 . а разность осевых расстояний между одномерной проволочной решеткой и соответствующимидвуграннымиуголковыми металлическими отражателями равна 0,07 А.