Волноводный поляризатор Советский патент 1982 года по МПК H01P1/165 H01P1/17 

1

Изобретение относится к области техники СВЧ и может быть использовано в волноводных трактах станций радиорелейной и космической связи для поворота плоскости поляризации линейно поляризованных волн или для преобразования линейной поляризации волн в круговую.

Известен волноводный поляризатор, обеспечивающий преобразование линейной поляризации в круговую с коэффициентом эллиптичности, близким к единице (1.

Указанный поляризатор состоит из волноводной секции, к внутренним стенкам которой припаяны металлические пластины с диэлектрическими пластинами. Диэлектрические цластины имеют продольный па:з, которым они насаживаются на металлические пластины и закрепляюстя на них. Принцип работы поляризатора основан на создании разностного фазово,го сдвига для волн двух ортогональных линейных поляризаций.

Недостатком указанного поляризатора является зависимость разностного фазового сдвига от частоты при работе в нескольких диапазонах частот.

Известен и другой волноводный поляризатор, содержащий отрезок круглого волновода, к внутренним стенкам которого прикреплены металлические пластины с

рядом металлических . Металлические пластины, изменяя форму поперечного сечения волновода, дают монотонно убывающий с ростом частоты фазовый сдвиг, а короткие емкостные стержни - монотонно возрастающий фазовый сдвиг. Результирующая зависимость фазового сдвига от частоты имеет малую дисперсию фазового сдвига в одном диапазоне частот и

сильную зависимость фазового сдвига от частоты вне этого диапазона 2.

Последний из указанных выше волноводных поляризаторов является более близким к описываемому изобретению.

Недостатком этого поляризатора является невозможность его использования для одновременной работы в нескольких диапазонах частот при постоянстве разностного фазового сдвига от частоты в каждом диапазоне.

Целью изобретения является увеличение числа дискретных диапазонов ири сохранении постоянства коэффициента эллиптичности.

Указанная цель достигается тем, что отрезок волновода разделен на п секций, соответствующих дискретным диапазонам волн, а фазосдвигающие элементы в каждой секции выполнены в виде режекторных

резонаторов, расположенных в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, причем резонаторы, находящиеся в одной плоскости, настроены на частоту выше верхней средней частоты диапазона соответствующей секции, а резонаторы, находящиеся в другой плоскости, - на частоту ниже средней.

На фиг. 1 показана схема волноводного поляризатора; на фиг. 2 - зависимость фазового сдвига, вносимого одним резонатором; на фиг. 3 - зависимость фазового сдвига, вносимого двумя резонаторами, настроенными на разные частоты и установленными во взаимно перпендикулярных плоскостях; на фиг. 4 - зависимость разностного фазового сдвига, даваемого всем устройством.

Волноводный поляризатор состоит из носледовательно соединенных отрезков круглых волноводов 1, на каждом из которых установлены две группы режекторных резонаторов 2 и 3. Резонаторы обеих групп ориентированы взаимно перпендикулярно. На каждом резонаторе установлены два настроечных элемента 4 и 5, один из которых изменяет частоты настройки, а другой- величину связи резонатора с волноводом. На частотах, далеких от резонансной частоты /рез., режекторный резонатор дает малый коэффициент отражения и может служить в качестве фазосдвигающего элемента. Вносимый режекторным резонатором фазовый сдвиг показан на фиг. 2 (пунктиром показан модуль коэффициента отражения от резонатора). На частотах ниже /рез. резонатор является емкостной неоднородностью, на частотах выше /рез. - индуктивной. Два резонатора, установленные во взаимно перпендикулярных плоскостях и настроенные на частоты fi и

/2 дают разностный фазовый сдвиг, показанный на фиг. 3. Пунктиром показан фазовый сдвиг, вносимый каждым резонатором в отдельности, причем фазовый сдвиг, вносимый вторым резона:тором, учитывается с обратным знаком, так как резонаторы установлены в Перпендикулярных плоскостях. На участке между /i и / фазовые сдвиги от обоих резонаторов складываются и результирующий фазовый сдвиг имеет слабую зависимость от частоты. На частотах выще /2 и ниже /i фазовые

рез.рез.

СДВИГИ ОТ обоих резонаторов вычитаются и результирующий фазовый сдвиг быстро

убывает при удалении от резонансных частот. Количество резонаторов и их добротности выбираются таким образом, чтобы суммарный фазовый сдвиг составлял требуемую величину (180 или 90°). Секции, соответствующие другим частотным диапазонам, выполняются аналогичным образом. Зависимость разностного фазового сдвига от частоты для поляризатора, состоящего из нескольких последовательных секций, выполненных указанным образом, ноказана на фиг. 4. Небольшой фазовый сдвиг, вносимый резонаторами одного диапазона на частотах дрзгих диапазонов, компенсируется небольшой перестройкой резонаторов этих диапазонов.

Поступающая на вход устройства линейно-поляризованная волна может быть представлена в виде суммы двух линейно-поляризованных волн с взаимно ортогональной поляризацией. При прохождении через устройство эти волны приобретают необходимый разностный фазовый сдвиг. На выходе устройства образуется линейно-поляризованная волна с повернутой плоскостью поляризации, если разностный фазовый сдвиг составляет 180°, либо волна с круговой поляризацией, если разностный фазовый сдвиг равен 90°.

Формула изобретения

Волноводный поляризатор, содержащий отрезок круглого волновода с фазосдвигающими элементами, отличающийся тем, что, с целью увеличения числа дискретных диапазонов при сохранении постоянства коэффициента эллиптичности, отрезок волновода разделен ни п секций, соответствующих л дискретным диапазонам волн, а фазосдвигающие элементы в каждой секции выполнены в виде режекторных резонаторов, расположенных в двух-взаимно перпендикулярных плоскостях, причем резонаторы, находящиеся в одной плоскости, настроены на частоту выше верхней средней частоты диапазона соответствующей секции, а резонаторы, находящиеся в другой плоскости, - на частоту ниже средней.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 209555, кл. Н 01Р 1/18, 1966.

2.Авторское свидетельство СССР 246612, кл. Н 01Р 1/18, 1968.

f

/f

k

/ I

,

l

ч

рез.

v/

-/

2PS3