Устройство сложения мощностей Советский патент 1979 года по МПК H01P5/12 

Изобретение относится к технике СВЧ. Известно устройство сложения мощностей, содержащее два четырехплечевых соединения лучеводов, в каждом из которых в одной нз диагональных плоскостей установлена первая однолинейная проволочная решетка, a симметричные относительно указанных решеток выходные плечи соединены дву мя соединительными лучеводами, и переменный фазовращатель 1. Однако известное устройство не обеспечивает сложения сигналов двух различных частот. Цель изобретения - обеспечение сложения сигналов двух различных час тот. Для этого в устройстве сложения мощностей, содержащем два четырехпле чевых соединения лучеводов, в каждом из которых в одной из диагональных плоскостей установлена первая одноли нейная проволочная решетка,a симмет ричные относительно указанных решеток выходные плечи соединены двумя соединительными лучеводами, и переменный фазовращатель, в другой диаго нальной плоскости каждого четырехплечевого соединения лучеводов установлена вторая однолинейная проволочная решетка, провода которой перпендикулярны проводам первой однолинейной проволочной решетки, и упомянутые соединительные лучеводы, в начале которых дополнительно установлены отклоняющие металлические зеркала, размещенные под острым углом к оси соответствующего выходного плеча, a переменный фазовращатель выполнен в виде металлического зеркала, установленного в месте соединения соединительных лучеводов с возможностью продольного и вращательного движения, перед которым на расстоянии, равном четверти длины волны, укреплена однолинейная проволочная решетка. На фиг. 1 приведена конструкция устройства; на фиг. 2 - вид А фиг. 1. Устройство сложения мощностей содержит два четырехплечевых соединения 1 и 2 лучеводов, в каждом из которых в одной из диагональных плоскостей установлена первая однолинейная проволочная решетка 3, a симметричные относительно первых однолинейных проволочных решеток 3 выходные плечи 4 соединены двумя соединительными лучеводами 5, и переменный фазовращатель б, причем в другой .диатональной плоскости каждого четырех плечевого соединения 1 и 2 лучеводов установлена вторая однолинейная проволочная решетка 7, провода которой перпендикулярны проводам первой однолинейной проволочной решетки 3, и соединительные лучеводы 5, в начале которых дополнительно установлены отклоняющие металлические зеркала 8, размещенные под острым углом к оси соответствующего выходного пл ча 4, а переменный фазовращатель 6 выполнен в виде металлического зеркала, установленного в месте соедине ния соединительных лучеводов 5 с во можностью продольного и вращательного движения, перед которым на расстоянии, равном четверти длины волны укреплена однолинейная проволочная решетка 9. Устройство работает следующим образом. В одночастотном режиме на входы устройства, которыми являются плечи 10 и 11 четырехплечевого соедине ния 1, поступают сигналы передатчиков одной частоты, векторы электрических полей которых перпендикулярны плоскости чертежа (фиг. 1). Диаметр проводов однолинейной проволоч ной решетки 3 и расстояние между ни подобраны таким образом, что эти сигналы делятся однолинейной проволочной решеткой 3 Ма две равные час ти со сдвигом фаз 41/2, Однолинейную проволочную решетку 7 сигналы передатчиков проходят практически без отражений, так как векторы элек рических полей сигналов перпендикулярны проводам однолинейной проволочной решетки 7. Далее сигналы пер датчиков распространяются по двум . лучеводам, соединяющим смежные пле чи четырехплечевых соединений 1 и 2. Один сигнал половинной мощности проходит непосредственно на однолинейную проволочную решетку 3 соединения 2. Другой сигнал попадает на металлическое зеркало 8, отклоня ется им на углы si- к ft и по соединительному лучеводу 5 попадает на переменный фазовра111атель 6. Провода однолинейной проволочной решетки 9 ориентированы пе млендикулярно векто ру электрического поля падающей вол поэтому ее поляризация остается неизменной. Путем поступательного пер мещения переменного фазовращателя 6 подбирают фазу отраженной от него волны таким образом, чтобы фазы волн, поступающих в четырехплечевое соединение 2, отличались на /2. Энергия этих волн, проходя через однолинейную проволочную решетку 3, снова делится пополам со сдвигом фаз ft /2, и прошедшие волны интерферируют в плечах 12 и 13 четырехпл чевого соединения 2, которые явля,ются выходами устройства. При этом в плече 12 волны находятся в противофазе, а в плече 13 - в фазе, поэтому суммарная мощность поступает в плечо 13, Перемещением переменного фазовращателя б на расстояние в четверть длины волны (что эквивалентно изменению фазы отраженной от него волны на1 ) можно направить суммарную мощность двух передатчиков в плечо 12. Очевидно, что изменяя положение переменного фазовращателя 6 в пределах четверти длины волны, можно плавно, перераспределять суммарную мощность между плечами 12 и 13 устройства. Этим же переменным фазовращателем 6 осуществляется перераспределение мощности между плечами 12 и 13 при работе только одного из передатчиков или при сложении сигналов двух передатчиков разного уровня мощности. В двухчастотном режиме в плечи 10 и 11 поступают сигналы от двух передатчиков разных частот, векторы электрических полей которых перпендикулярны плоскости чертежа фиг. 1). Каждый из этих сигналов делится однолинейной проволочной решеткой 3 на два сигнала равной амплитуды со сдвигом фаз it /2. Половины каждого из двух сигналов подступают непосредственно на однолинейную проволочную решетку 3 четырехплечевого соединения 2 и снова делятся на две равные части с тем же сдвигом фаз. Вторые половины сигналов, отклоняясь металлическим зеркалом 8 на углы oi и /5 во взаимно перпендикулярных плоскостях, поступают в соеди-. нчтельный лучевод 5 и далее на переменный фазовращатель б. В двухчастотном режиме переменный фазовращатель 6 повернут вокруг своей оси на угол 45 так, что провода однолинейной проволочной решетки 9 ориентированы под углом 45 к направлению векторов электрических полей падающих волн. В этом |)ежиме переменный фазовращатель б работает как вращатель поляризации и поворачивает векторы электрических полей отраженных волн на угол 90° так, что они становятся параллельными плоскости чертежа (фиг. 1). Сигналы отраженних волн отклоняются металлическим зеркалом 8 на углы ot и /5 и направляются в четырехплечевое соединение 2. Так как векторы электрических полей отраженных волн параллельны проводам однолинейных проволочных решеток 7, то эти волны практически полностью отражаются от них в четырехплечевых соединениях 1 и 2 и через метсшлическое зеркало 8 и соединительный лучевод 5 снова попадают на переменный фазовращатель 6. Переменный фазовращатель б повторно поворачивает поляризацию отраженных от него волн на 90°, таким образом

отраженные волны приобретают прежнюю поляризацию, перпендикулярную плоскости чертежа (фиг. 1).

Эти отраженные волны через соединительный лучевод 5 и металлическое зеркало 8 попадают на однолинейную проволочную решетку 3 четырехплечевого соединения 2. -Здесь их энергия снова делится пополам, и полученные волны интерферируют с волнами, непосредственно прошедшими в четырехплечевое соединение 2. Длины соединительных лучеводов 5 и положение переменного фазовращателя б подбираются таким образом, чтобы для согставляющих сигнала частоты f, поступающих на четырехплечевое соединение 2, разность фаз отличалась на п it /2 (, 3, 5 ,..), а для составляющих частоты f - на- ( + + 1t ) . При таком соотношении фаз сигнгшы обеих частот f суммируются в плече .13, а в плече 12 взаимно ксиипенсируются. При поступательном перемещении переменного фазовращателя б на четверть длины волны разность фаз составляющих сигнала частоты А равна / . При таком соотно иении фаз составляющих сигналов частот иД суммарная мощность обеих частот поступает в плечо 12. Очевидно, что путем плавного перемещения переменного фазовращателя б в пределах четверти длины волны можно осуществить плавное перераспределение мощностей сигналов частот у и Д между плечами 12 и 13.

Таким образом, устройство позволяет складывать мощности как одной частоты, так и двух разных частот.

Формула изобретения

Устройство сложения мощностей, содержащее два четьфехплечевых соединения лучеводов, в каждом из которых в одной из диагональных плоскостей установлена первая однолинейная проволочная решетка, а симметричные относительно указанных решеток выходные плечи соединены двумя соединительными лучёводами, и переменный фазовращатель, отличающееся тем, что, с целью обеспечения сложе ния сигналов двух различных частот, в другой диагональной плоскости каждого четырехплечевого соединения

лучеводов установлена вторая однолинейная проволочная решетка, провода которой перпендикулярны проводам первой однолинейной проволочной решетки, и упомянутые соединительные лучеводы, в начале которых дополнительно установлены отклоняющие металлические зеркала, размещенные под острым углом к оси соответствующего выходного плеча, а переменный фазовращатель выполнен в виде металлического

зеркала, установленного в месте соединения соединительных лучеводов с возможностью продольного и вращательного движения, перед которым на расстоянии, равном четверти длины волны, укреплена однолинейная проволочная решетка.

Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе

1. Ахиезер А.Н. и др. Интерференционный аттенюатор квазиоптического

Приборы и техника эксперитипа.

менту, 1968, № 3, с. 120.