Волноводный поляризатор

Изобретение относится к технике СВЧ, в частности к технике спутникового телевидения. Технический результат заключается в упрощении конструкции и изготовлении и в улучшении технических характеристик. Сущность изобретения состоит в том, что отрезок волновода выполнен в виде усеченной пирамиды с размерами а × а с одной стороны, в × с - с другой, высотой большей или равной 2λ. В отрезок волновода введены два клина, посредством которых образован переход от квадратного сечения к Т-образному. Пирамидальные клинья выполнены с основанием 0,2λ×0,7λ и высотой, равной высоте отрезка волновода, где λ - длина волны в свободном пространстве. 3 ил.

 

Изобретение относится к технике СВЧ, в частности к технике спутникового телевидения.

Известен волноводный поляризатор (Россия, Авт. св. 1800509, МПК Н 01 Р 1/165, 1990 г.), содержащий отрезок круглого волновода, по оси которого расположена диэлектрическая пластина, снабженная согласующими четвертьволновыми участками, в отверстиях на концах диэлектрической пластины по продольной оси перпендикулярно плоскости диэлектрической пластины установлены проводящие штыри.

Недостатком этого волноводного поляризатора является сложность его изготовления, заключающаяся в том, что нужно подобрать длину и толщину пластины и согласующие четвертьволновые участки. Отступления от расчетной длины проводящих стержней и их расположения на оси диэлектрической пластины ведут к рассогласованию устройства, в результате чего устройство имеет неудовлетворительные технические характеристики (коэффициент эллиптичности ≤0,9, коэффициент бегущей волны ≤0,75, полоса пропускания ≤10%).

Наиболее близким к заявляемому устройству является волноводный поляризатор (Россия, Авт. св. 1793496, МПК Н 01 Р 1/165, 1989 г), содержащий первый отрезок круглого волновода, соединенный коническим переходом со вторым отрезком круглого волновода, имеющим больший диаметр, и в каждом из которых размещены фазосдвигающие элементы в виде двух рядов емкостных металлических стержней, установленных диаметрально противоположно и в общей продольной плоскости, и две пары металлических гребней, одна из которых установлена диаметрально противоположно в первом отрезке круглого волновода в плоскости, ортогональной общей продольной плоскости, а вторая пара металлических гребней установлена диаметрально противоположно во втором отрезке круглого волновода в общей продольной плоскости и в них установлены емкостные металлические стержни.

Недостатком этого волноводного поляризатора является сложность изготовления, потому что он состоит из множества элементов, которые должны быть строго рассчитаны и установлены в расчетных местах. Подстроечных элементов нет и поэтому характеристики зависят от расчета и точности установки. Из-за наличия резонансных элементов волноводный поляризатор имеет узкую полосу. Характеристики (коэффициент эллиптичности ≤0,92, коэффициент бегущей волны ≤0,8, полоса пропускания ≤8%) получаются неудовлетворительными.

Задача, на решение которой направлено заявляемое устройство, состоит в упрощении изготовления волноводного поляризатора при сохранении или улучшении технических характеристик.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном волноводном поляризаторе, содержащем отрезок волновода в виде усеченной пирамиды с размерами а×а с одной стороны, в×с - с другой, высотой больше или равной 2λ, причем в отрезок волновода введены два клина, с помощью которых образован переход от квадратного сечения к Т-образному, при этом клинья выполнены с основанием 0,2λ×0,7λ и высотой, равной высоте отрезка волновода, где λ - длина волны в свободном пространстве.

Поставленная задача решается за счет того, что волноводный поляризатор выполнен на основе плавных переходов, образованных отрезком волновода, который выполнен в виде усеченной пирамиды и двух клиньев, введенных в отрезок волновода. Это существенно упрощает его изготовление при сохранении или улучшении технических характеристик (коэффициент эллиптичности ≤0,94, коэффициент бегущей волны ≤0,85, полоса пропускания ≤15%).

На фиг.1 приведен общий вид волноводного поляризатора. На фиг.2 приведен вид со стороны левого фланца, а на фиг.3 приведен вид со стороны правого фланца.

Волноводный поляризатор содержит (фиг.1) отрезок волновода 1, фланцы 2, 3, размещенные с торцов отрезка волновода 1, и клинья 4 и 5, помещенные во внутрь острыми углами к квадратному сечению. Квадратное сечение а×а, где выбрано из условия существования в волноводе волны Н₁₀ во взаимно перпендикулярных направлениях, а сечение в×с, где b<c≤λ, выбрано из условия размещения Т-образного соединения стандартных волноводов.

Длина выбрана больше или равной 2λ из условия плавности перехода.

Клинья выбраны с основанием 0,2λ×0,7λ из условия заполнения пространства, остающегося от Т-образного соединения волноводов, а их длина равна длине отрезка волновода 1.

Волноводный поляризатор работает следующим образом.

Электромагнитная волна произвольной поляризации, поступающая со стороны фланца 3, проходит по волноводу 1 к фланцу 2, постепенно разделяясь па две ортогональные составляющие. Клинья 4 и 5 обеспечивают плавность перехода от квадратного сечения к Т-образному.

Устройство волноводного поляризатора взаимно, то есть если два сигнала подавать со стороны фланца 2, то в зависимости от фазового сдвига, создаваемого внешним устройством, на выходе квадратного сечения (фланец 3) можно получить сигнал с любой поляризацией, в том числе сигнал с коэффициентом эллиптичности больше или равным 0,94, что важно при измерениях поляризационной матрицы рассеяния.

Таким образом, волноводный поляризатор прост в исполнении как для его реализации необходим только отрезок волновода и два клина с указанными размерами.

Практическое исполнение, например, для 3 см диапазона следующее:

Квадратное сечение	19×19 мм 2
Выходное сечение	23×33 мм 2
Длина волновода	80 мм
Основание клиньев	6,5×23 мм 2

Волноводный поляризатор, содержащий отрезок волновода, отличающийся тем, что отрезок волновода выполнен в виде усеченной пирамиды с размерами а×а с одной стороны, в×с - с другой, высотой больше или равной 2λ, причем в отрезок волновода введены два клина, с помощью которых образован переход от квадратного сечения к Т-образному, при этом клинья выполнены с основанием 0,2λ×0,7λ и высотой, равной высоте отрезка волновода, где

λ - длина волны в свободном пространстве.