Волноводный поляризатор Советский патент 1993 года по МПК H01P1/165 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в антенно-вол- новодных трактах в качестве устройства, предназначенного для преобразования поляризации электрического поля.

. Цель изобретения - увеличение, электрической прочности.

На фиг. 1 показано устройство; на фиг. 2 -устройство, изометрия; на фиг. 3 - структура электрического поля в различных сечениях волноводного поляризатора для четного и нечетного типов волн.

Волноводный поляризатор содержит отрезок квадратного волновода 1, соединенный переходом 2 с двумя связанными общей узкой стенкой прямоугольными волноводами 3.4. Переход 2 выполнен в виде Т-образного волновода переменного сечения, в котором размер широкой стенки с увеличивается от величины, равной ширине ак квадратного волновода 1 до удвоенной ширины 2ап прямоугольного волновода 3,4, высота h уменьшается от величины, равной высоте 3ц квадратного волновода 1, до высоты р прямоугольного волновода 3,4, высота hi узкой части Т-образного волновода увеличивается от 0,01 мм до величины, равной высоте b прямоугольного волновода 3,4, а ширина d центральной части Т-образного волновода уменьшается от величины, разной ширине а.„ квадратного волновода 1, до величины, находящейся в пределах от 0,01 мм до ширины а« квадратного волновода. Размер 0,01 мм установлен вследствие наличия допусков при изготовлении перехода.

Волноводный поляризатор (фиг.1 и 2) работает следующим образом.

В один из прямоугольных волноводов, например, в волновод 3, поступает волна типа HIQ. Эту волну можно разложить на две волны типа Hto одинаковой амплитуды, которые в одном прямоугольном волноводе (в волноводе 3) синфазны, а в другом (в волноводе 4) противофазны. Суперпозиция этих двух волн эквивалентна тому, что в волновод 3 поступает волна удвоенной амплитуды, а в волноводе 4 падающая волка отсутствует.

ы

Таким образом, при поступлении из волноводов 3,4 противофазных волн возникает поле, структура которого соответствует волне типа Н Нао (нечетный тип), а при поступлении синфазных волн возникает поле, структура которого соответствует волне Жо (четный тип) (фиг.З). Дальнейшая трансформация каждого из типов волн показана на :фиг,3,. -Ч;л-: -; -. :

Длина (перехода 2 подобрана так, что на выходе перехода эти волны приобретают сдвиг по фазе,-равный л: /2. Это условие выполняется, если разность электрических длий п е рехода для вол н четного и нечетного типа равнатг .: --у-лч;-г- ,

/у..

..... 4 Ф.JQ А . f т -. А . {-. Y :Я 2 -

(.z) (П

п 2

где ЛД-Z)I,A(Z) соответственно длины волн четного и нечетного типа в волноводе Т-образного сечения на центральной частоте рабочего диапазона;С I - длина перехода; ,Z - координата вдоль продольйрй оси перехода. ;;;;i ;-;-;;,;;-;.;; ;v4v -;;V -.,- .- : : л,; Для определения длины I рассмотрим переход 2 единичной длины. Он дает: раз- ность электрических длин для четного и не- четного типа волн, равную; ... ; :

г

Л „ (z)

dz

Для того, чтобы разность электрических..; - , длин для четного и нечетного типов волн перехода 2 была равна я /2, его длину нужно выбирать из условия:4

«Л

ЯИ -TRIJ

-)dz

Тогда в результате суперпозиции взаимно перпендикулярных линейно-поляризованных волн с равными амплитудами и сдвигом фаз я/2 в квадратном волноводе 1 получа- ется волна с круговой поляризацией. В случае, если врлна Ню поступает в волновод 4. то, аналогично рассуждая, получим в квадратном волноводе 1 также волну круговой поляризации, но противоположного на- правления вращения вектора электрического поля. В случае, когда к устройству предъявляются требования простоты конструкции и технологии изготовления, то пере

10

15

20

0- . Р

35

.; - , 4

45

50 55 ход 2 от прямоугольных волноводов 3,4 к квадратному волноводу 1 можно выполнить линейным. Когда же требуется добиться высокого согласования в широком диапазоне частот, то переход 2 следует выполнить плавным сложной формы или ступенчатым.

Следует отметить, что длину перехода 2 можно подобрать и такой, что волны четного и нечетного типа на выходе перехода 2 будут синфазными, если разность электриче- ск-их длин перехода 2 для четного и нечетного типов волн будет кратна ft. При этом в квадратном волноводе 1 образуется линейно-поляризованная волна, вектор напряженности электрического поля ориенти- ровэн вдоль диагонали квадратного волновода. Это означает, что предлагаемое устройство можно использовать также в качестве поляризованного селектора. Формула изобретения - : Волнрводный поляризатор, содержа- йдий отрб13ок квадратного волновода, соединённый переходом с двумя отрезками прямоугольного волновода, имеющих общую стенку, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения электрической прочности, переход выполнен в виде волновода Т-образного поперечного сечения, размеры которого меняются е направлении к отрезку квадратного волновода в пределах

2а С ak. Ь h 8k, .

b hi 0,01 n(0,01...ak) d ak. где a. b - соответственно ширина и высота поперечного сечения отрезка прямоугольного волновода;

ak - размер стороны отрезка квадратного волновода;

с, d - сЬответственнр ширина широкой и узкой частей волновода Т-образного поперечного сечения;

h, hi - соответственно полная высота и высота широкой части волновода Т-образного поперечного сечения, при эТом отрезки прямоугольного волновода имеют общую узкую стенку, а длина I перехода равна

1

4 / (

)dz

где Ax(z) , A,,(z)- соответственно длины волн четного и нечетного типа в волноводе Т-образного поперечного сечения на центральной частоте рабочего диапазона;

Z координата вдоль продольной, оси перехода.

nf

п

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для электромагнитного поля в передающих трактах. Цель - увеличение электрической прочности. Поляризатор содержит отрезок квадратного вол- новода, соединенный с отрезками прямоугольного волновода, имеющими общую узкую стенку, с помощью перехода. Переход выполнен в виде волновода Т-образного поперечного сечения. Даны пределы изменения размеров перехода в направлении к отрезку квадратного волновода и формула для определения его длины. 3 ил.

71

ОН

Ж)

сшсгял