Разветвитель потока электромагнитного излучения
Владельцы патента RU 2346306:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Астраханский государственный технический университет (ФГОУ ВПО АГТУ) (RU)
Изобретение относится к области устройств волноводов, в частности к устройствам для разветвления потока электромагнитного излучения. В устройстве использована система нескольких зеркальных отражателей, выполненных в виде параболоидов вращения, усеченных по фокальной плоскости, при этом параболоиды расположены по поверхности сферы, так что плоскости их усечения вырезают на сфере шаровые сегменты, при этом оси параболоидов пересекаются в центре сферы. Техническим результатом данного устройства является увеличение количества входов/выходов устройства и уменьшение угловой апертуры выходного излучения. 1 ил.
Изобретение относится к области устройств волноводов, в частности к устройствам для разветвления потока электромагнитного излучения.
Известен универсальный разветвитель типа звезда (см. кн. Дональд Дж. Стерлинг «Техническое руководство по волоконной оптике», М. «ЛОРИ», 1998, с.192-196), представляющий по сути один из видов оптических волоконных разветвителей. Однако после прохождения световым пучком данного устройства значительно увеличивается угловая апертура светового пучка, что приводит к значительным потерям при дальнейшем распространении сигнала в волноводе.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является параболический отражатель (см. патент РФ №2201607, 2003 г.), используемый во всенаправленном устройстве формирования изображения для восприятия изображения визуализируемого пространства из единственной точки обзора, имеющий форму усеченного параболического отражателя, установленного с возможностью ортогонального отражения главных лучей электромагнитного излучения, исходящих от указанного визуализируемого пространства, и имеющего фокус, совпадающий с указанной единственной точкой обзора указанного всенаправленного устройства формирования изображения. Однако в указанном устройстве не предусмотрена возможность разветвления электромагнитного излучения малой входной апертуры, с сохранением данного свойства у выходного излучения.
Техническая задача - создание устройства для разветвления входного потока электромагнитного излучения на несколько выходных с помощью системы параболических отражателей, усеченных по фокальной плоскости.
Техническим результатом данного устройства является увеличение количества входов/выходов устройства и уменьшение угловой апертуры выходного излучения.
Технический результат достигается тем, что в известном устройстве использована система нескольких параболических отражателей, усеченных по фокальной плоскости, расположенных по поверхности сферы так, что плоскости их усечения вырезают на сфере шаровые сегменты, при этом оси параболоидов пересекаются в центре сферы.
Предлагаемое устройство изображено на чертеже (сечение в плоскости XOY). Устройство состоит из системы нескольких зеркальных отражателей, выполненных в виде параболоидов вращения 1, усеченных по фокальной плоскости 2 (на чертеже представлен случай использования четырех отражателей). Параболоиды 1 расположены по поверхности сферы 3, так что их плоскости усечения 2 вырезают на ней шаровые сегменты (см. чертеж), при этом оси параболоидов 4 пересекаются в центре сферы О. Количество параболоидов 1 определяет количество входов-выходов данного устройства.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. В любой момент времени один из параболоидов является входом устройства, а все остальные - выходами. Из волновода поток электромагнитного излучения с малой угловой апертурой подается на вход устройства (см. чертеж). Излучение при прохождении в параболоиде испытывает отражение от внутренней поверхности и распределяется по всем направлениям полупространства, находящегося за плоскостью усечения параболоида. Часть излучения, прошедшая через плоскость усечения параболоида, без отражения от его внутренних стенок, попадает на противоположную часть сферы 3, к которой подключен один из параболоидов.
Преимуществом предлагаемого устройства является, во-первых, использование параболической поверхности в качестве входного канала позволяет реализовать разветвитель с практически неограниченным количеством выводов (ограничивается только мощностью выходного сигнала); во-вторых, использование параболической поверхности в качестве выходного канала позволяет получить на выходе устройства сигнал с малой угловой апертурой, что приводит к меньшему шуму при дальнейшем распространении потока электромагнитного излучения; в-третьих, каждый из параболоидов, подключенных к сфере, можно использовать как вход устройства, так и как выход, то есть каждый параболоид может, как принимать сигнал, так и излучать его, то есть работать в полудуплексном/дуплексном режиме.
Положительным эффектом данного устройства является то, что его можно использовать в полудуплексном/дуплексном режиме, так как один и тот же параболоид может быть использован и как вход и как выход. Кроме того, использование параболической поверхности позволяет реализовать схему разветвителя с неограниченных количеством выходов и получить выходной поток электромагнитной волны с малой угловой апертурой.
Разветвитель потока электромагнитного излучения, содержащий усеченный параболический отражатель, отличающийся тем, что он дополнительно содержит систему нескольких параболических отражателей, усеченных по фокальной плоскости, расположенных по поверхности сферы, так что плоскости их усечения вырезают на сфере шаровые сегменты, при этом оси параболоидов пересекаются в центре сферы.
