Переключатель каналов модуляционного радиометра Советский патент 1993 года по МПК H01P1/12 H01P3/20 H01P1/165 

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ, а именно, к переключателям каналов, и может быть использовано в радиоприемных устройствах, предназначенных для радиокосмических исследований.

Целью данного изобретения является обеспечение приема двух взаимноортого- нальных линейно-поляризованных компонентрадиоизлучения. Прием взаимноортогональных компонент радиоизлучения позволяет получить информацию о поляризации излучения исследуемого источника радиоизлучения и определить полную плотность потока (радиояркость) не хаотически поляризованного источника.

На чертеже изображен предлагаемый переключатель каналов модуляционного радиометра.

Переключатель каналов модуляционного радиометра содержит входной канал I, образованный парой параллельно расположенных плоских отражателей 1.2 и входной канал II, образованный плоским отражателем 3 и одномерной проволочной решеткой 4, плоскости которых параллельны. Центры плоского отражателя 2 и проволочной решетки 4 лежат .на оси общего канала Ш. Проволочная решетка 4 имеет возможность поворота на 90° вокруг оси перпендикулярной ее плоскости. В месте пересечения оси общего канала III и перпендикулярной ей оси выходного канала IV расположена одномерная проволочная решетка 5, плоскость которой составляет угол 45° с осями общего и выходного каналов. Проекция проволок решетки 5 образует с проекцией проволок решетки 4 на плоскость перпендикулярную оси общего канала III, угол 45°. На одинаковом расстоянии от решетки 5 на оси общего канала III и выходного канала IV расположены двугранные уголковые отражатели 6 и 7. Ребро уголкового отражателя 6 образует угол 45° с проекцией направления проволок решетки 5 на плоскость перпендикулярную оси общего канала III а ребро уголкового отражателя 7с проекцией направления проволок решетки 5 на плоскость перпендикулярную оси выходного канала IV. Перед уголковым отражателем 6 расположен диск 8 из диэлектрического материала, имеющий возможность вращения. Диск 8 имеет вырезы в форме сектора и толщина диска d определяется из соотношения

, Я(2п+1)

4(VЈr -1) где А -длина волны принимаемого сигнала, п 0, 1, 2..., а относительная диэлектрическая проницаемость сг материала диска выбрана из соотношения: ,

-.

Јг ( 2 т -2 п - 1 где т 1, 2, 3 ... .

Переключатель каналов модуляционного радиометра работает следующим образом. Отражаясь от плоских отражателей 1 и

2 входного канала I и плоского отражателя

3 входного канала II радиоизлучение поступает на проволочную решетку 4. Решеткой

4 радиоизлучение из входных каналов I и II разделяется на две линейнополяризован- ные компоненты, одна из которых с электрическим вектором, перпендикулярным проволокам решетки, проходит сквозь нее, а вторая с электрическим вектором, параллельным проволокам решетки, отражается от нее. В результате, в общий канал.Ill по- . ступают две взаимоортогональные линейнополяризованные компоненты, одна из входного канала I, пройдя сквозь решетку 4, а вторая из входного канала II, отразившись от решетки 4. Обе компоненты поступают на проволочную решетку 5, проволоки которой развернуты под углом 45° к вектору электрического поля каждой из компонент. Решеткой 5 каждая компонента разделяется на две линейнополяризованные составляющие, которые отражаясь и проходя сквозь решетку 5 поступают на двугранные уголковые отражателя 6 и 7. Вектор электрического поля каждой из составляющих образуют угол 45° с ребром уголкового отражателя и плоскость поляризации, отраженной от двугранного уголкового отражателя волны поворачивается на угол 90° относительно падающей. Испытав поворот плоскости поляризации на угол 90° все составляющие поступают в выходной канал IV ведущий к приемнику. В момент, когда путь к двугранному уголковому отражателю 6 не раскрывает вращающийся диск из диэлектрического материала 8 имеющий вырезы в форме сектора, электрические длины пути до уголковых отражателей б и 7 равны и составляющие, складываясь в выходном канале IV образуют две взаимоортогональные линейнополяризованные компоненты радиоизлучения поступившего из входного канала I и входного канала II. Приемник чувствительный только к одной компоненте, принимает одну компоненту радиоизлучения поступившего из одного из входных каналов. В момент, когда диск 8 перекрывает путь к уголковому отражателю 6. составляю.0

5

0

5

0

0

5

0

5

щие распространяющиеся к уголковому отражателю 6 и обратно испытывают задержку по фазе на 180° градусов (с учетом двойного похода) относительно составляющих распространяющихся к уголковому отражателю 7. Это приводит к тому, что компоненты радиоизлучения из входных каналов I и II испытывают поворот плоскости поляризации на угол 90Р и. следовательно, в приемник поступает другая компонента из другого входного канала. Т.е., обеспечивается поочередное поступление на приемник одной ли- нейнополяризованной компоненты из одного входного канала и ортогональной ей компоненты из другого входного канала. При развороте проволочной решетки 4 на угол 90° вокруг оси перпендикулярной плоскости решетки меняются на ортогональные компоненты радиоизлучения из входных каналов , II, поступающие в приемник и, таким образом, обеспечивается прием двух взаимоорто- гональных линейнополяризеванных компонент радиоизлучения.

Относительная диэлектрическая проницаемость материала диска е удовлетворяет соотношению

-(

2т/ - 2 п - 1

2т где т. 1, 2,3,..., а п О, 1,2 ....

При этом соответствующая толщина диска электрическая длина кратна половине длины волны принимаемого радиоизлучения и тем самым обеспечиваются условия резонансного прохождения радиоизлучения через диск. т.е. условия хорошего согласования.

Формул а изобретения 1. Переключатель каналов модуляционного радиометра, содержащий два входных канала, каждый из которых содержит два. плоских параллельно расположенных отражателя, центры которых леж-ат на одной прямой, перпендикулярной к оси общего канала, проходящей через центры вторых плоских отражателей первого и второго входных каналов, причем плоские отражатели первого и второго входных каналов взаимно перпендикулярны и составляют угол 45° с осью общего канала, и выходной канал с плоским отражателем, ось которого перпендикулярна к оси общего канала, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что. с целью обеспече0

5

0

5

0

5

0

5

ния приема двух взаимоортогональных ли- нейнополяризованных компонент радиоизлучения, второй плоский отражатель второго входного канала выполнен в виде одномерной проволочной решетки и установлен с возможностью поворота на угол 90° вокруг оси, перпендикулярной к плоскости проволочной решетки, и плоский отражатель выходного канала выполнен в виде одномерной проволочной решетки, центр которой размещен в точке пересечения осей выходного и общего каналов, а плоскость составляет угол 45° с осями выходного и общего каналов и проекция ее проволок образует с проекцией проволок одномерной решетки второго канала на плоскость, перпендикулярную к оси общего канала, угол 45°, введены два двугранных уголковых отражателя, расположенных на осях выходного и общего каналов соответственно, на одинаковом расстоянии от центра проволочной решетки выходного канала по обе ее стороны, и ребра которых образуют угол 45° с проекциями ее проволок на плоскости, перпендикулярные к оси общего и выходно- то каналов соответственно, а между одномерной проволочной решеткой выходного канала и одним из двугранных уголковых отражателей размещен с возможностью вращения диск из диэлектрического материала, имеющий вырезы в формуле сектора, при этом толщина d диска определяется из соотношения

н- (2 п +1 )

4TVЈ; - 1 )

где Я-длина волны принимаемого сигнала; Јг - относительная диэлектрическая проницаемость материала диска;

п 0, 1,2, ....

2. Переключатель поп. 1,отл и ч а ю щий- с я тем, что, с целью улучшения согласования, величина ег выбрана из соотношения

F -(2m где m 1,2, 3 ... .

Использование: в радиоприемных устройствах радиотелескопов. Сущность изобретения: переключатель каналов содержит один выходной и два входных канала, каждый из которых содержит по два плоских отражателя 1, 2 и 3, 4. Плоский отражатель 4 выпол- нен- в пиде проволочной решетки с возможностью поворота на 90°, Проволочная решетка 5 расположена на одинаковом расстоянии от двух двугранных уголковых отражателей б, 7. Перед уголковым отражателем 6 расположен диск 8 с вырезами в виде сектора из диэлектрического материала с возможностью вращения. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.