Квазиоптический преобразователь линейной поляризации в круговую

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1-) 4757718/09 (22) 13,11,89 (46) 15,07.92. Бюл. N. 26 (71) Институт радиофизики и электроники

АН УССР (72) В.И.Безбородов, М.С,Яновский и

Б.Н.Князьков (53) 621.372.852,6 (088.8) (56) The marconi Review, 32, 173, Sec, Quarter, 1969, Broadland Circular Polarisees

by А.J. Lait, M.À..

Авторское свидетельство СССР

No 366523, кл. Н 01 P 3/20, 1973. (54) КВАЗИОПТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ В КРУ-

ГОВУЮ (57) Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в квазиоптических устройствах преобразования поляризации электромагнитных волн; Цель— расширение полосы рабочих частот. Квазиоптический преобразователь линейной поля ризации в кругрвую содержит

Изобретение относится к радиотехнике, СВЧ, а именно к квазиоптическим устройствам, и предназначается для преобразования линейно-поляризованной электромагнитной волны в кругополяризованную или для обратного преобразования в широком диапазоне длин волн.

Известен преобразователь линейной поляризации в круговую в виде решетки, состоящей иэ металлических пластин, параллельных направлению распространения волны, расположенных под углом 45 к плоскости ее поляризации, Однако такой преобразователь узкополосен, он не перестраивается в диапазоне частот, . БЫ„, 1748210 А1 (53)5 Н 01 Р 3/20, Н 01 Q 15/00 четырехплечее крестообразное разветвление лучеводов, в диагональной плоскости, которого установлена одномерная проволочная решетка (ОПР), в смежных плечах, расположенных по обе стороны ОПР, установлены двугранные уголковые металлические отражатели (ДУМО), а между ОПР и одним из ДУМО расположена эквидистантная решетка из металлических пластин, Размер металлических пластин решетки по оси лучевода выбран равным 0,34 А, где средняя длина волны рабочего диапазона, расстояние между металлическими пластинами решетки выбрано равным Л/Vg, ра;.ность осевых расстояний между ОПР и соответствующими ДУМО равна 0,07).. Использование эквидистантной решетки и металлических пластин позволяет s достаточно широком диапазоне частот получить дифференциальн:лй фазовый сдвиг междудвумя ортогональными поляризациями, слабо зависящим от частоты. 1 ил.

Известен также преобразователь, образованный одномерной проволочной решеткой, позади которой располагается плоский отражатель, допускает перестройку по частоте.

Недостатком преобразователя является то, что его полоса ограничена, кроме того, на его выходе имеет место поперечное смещение пучков, отраженных решеткой и отражателем, Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь поляризаци, содержащий коестообразное разветвление лучеводов, в диагональной плоскости которого установлена одномерная проволочная решетка, проводники которой образуют

1748210

15

Л угол 45 с плоскостью поляризации падающей волны, и два двугpBHHhl>,.ïðÿìoórольных металлических уголковых отражателя.. установленных в сме>кных плечах р"-зветвления, расположенных по обе стороны от решетки, Их ребра перпендикулярны осям соответствующих лучеводов и образуют угол 45" с проводниками одномерной проволочной решетки. При разности осевых расстояний уголковых отра>кателей от решетки, равной Л/8, где Л вЂ” длина волны, происходит преобразование входной линейной поляризованной волны в волну с круговой поляризацией на выходе.

Недостатком данного устройства является узкая полоса рабочих частот при работе без подстройки ere элементов, Цель изобретения — расширение полосы рабочих частот преобразователя поляризации. Достижение этой цели актуально при создании широкополосных антенн круговой поляризации, дуплексных устройств РЛС. поляризационных фазовращателей и ряда других устройств с волнами круговой поляризации.

Поставленная цель достигается тем, что в известном квазиоптическом преобразователе линейной поляризации в круговую, содержащем четырехплечее крестообразное разветвление лучеводов в диагональной плоскости которого установлена одномерная проволочная решетка, проводники которой образуют угол 45" с плоскостью поляризации падающей волны, а в смежных плечах, расположенных по обе стороны од— номерной проволочной решетки, установлены двугранные уголковые металлические отражатели с возмо>кностью вращения вокруг оси лучевода, при этом ребра уголковых отражателей перпендикулярны осям соот,-о ветствующих лу еводов и образуют угол 45 с проводниками одномерной проволочной решетки, введена эквидистантная решетка из металлических пластин, расположенная между одномерной проволочной решеткой и ближайшим к ней двугранным уголковым отражателем, Металлические пластины эквидистантной решетки параллельны или перпендикулярны проводникам одномерной проволочной решетки, размео металлических пластин эквидистантной решетки по оси лучевода выбран равным 0.34 Л, где Лсредняя длина волны рабочего диапазона, расстояние между металлическими пластинами эквидистантной решетки выбрано равным Л/x 2. При этом разность осевых расстояний между одномерной проволочной решеткой и двугранными уголковыми

36

50 металлическими отражателями равна 0,07 Л.

Квазиоптический преобразователь лиНеАНоА поляризации B круговую представлен на чертеже.

Преобразователь содержит четырехплечее крестообразное разветвление лучеводов, в его диагональной плоскости установлена одномерная проволочная решетка 4, проводники ее образуют угол 45 c плоскостью поляризации падающей волны, В двух смежных плечах разветвления, расположенных по обе стороны от решетки 4, на разных расстояниях от нее установлены двугранные уголковые металлические отражатели 1 и 2 с возможностью вращения вокруг оси луче вода. Ребра угол ковых металлических отражателей перпендикулярны осям соответствующих лучеводов и образуют углы 45 с проводниками одномерной проволочной решетки 4. Между одномерной проволочной решеткой 4 и ближайшим к ней уголковым отражателем 1 введена эквидистантная решетка 3 из металических пластин. Металлические пластины решетки 3 параллельны или перпендикулярны проводникам одномерной проволочной решетки 4, их размер по оси лучевода 1з выбран равным 0.34 Л, где Л вЂ” средняя длина волны рабочего диапазона, а расстояние а между металлическими пластинами эквидистантной решетки 3 выбрано равным

Л/»2. Разность осевых расстояний между одномерной проволочной решеткой 4 и двугранными уголковыми металлическими отражателями 1 и 2 12 — Il равна 0,07Л.

Преобразователь поляризации работает следующим образом, Падающая линейно поляризованная волна на одномерной проволочной решетке

4 разделяется на две ортогонально поляризованные составляющие одинаковой амплитуды, Составляющая BollHbl, прошедшая сквозь решетку 4 в плечо с металлическим уголковым отражателем 2, после поворота последним ее плоскости поляризации на угол 90 отражается решеткой 4 в выходное плечо со сдвигом фазы, pBBHblM TBKoeof4 / в свободном пространстве на длиwe 2 12, Ортогональная ей составляющая волны отражается решеткой 4 в плечо с уголковым металлическим отражателем 1 и повернутая им на угол 90 проходит в выходное плечо со сдвигом фазы, равным сдвигу фазы в свободном пространстве на длине 21, — 1з и в эквивалентном эквидистантной решетке 3 волноводе длиной 1з с широкой стенкой а.

Дифференциальный фазовый сдвиг между ортогональными составляющими волны на выходе преобразователя равен

1748210

Формула изобретения

2 1з /1 — (, /2ggz )

Л

ro можно представить в виде суммы двух слагаемых, характеризующих фазовые сдвиги в свободном пространстве (в лучеводах устройства) и в эквидистантной решетке 3

ЛР= — (21г— - 211)+ — —

2л 2 7Г (1з 1з V 1 — (Л/2 a ) 2 )

Поскольку характеры частотных зависимостей этих двух слагаемых различны (в лучеводе с увеличением длины волны фазовый сдвиг уменьшается, э в эквидистантной решетке из металлических пластин дифференциальный фазовый сдвиг увеличивается), то при определенных значениях разности расстояний уголковых отражателей 1 и 2 от решетки 4 (1z — 11), осевой длины пластин решетки 3 (1з) и расстояния между пластинами а удаляется в широком диапазоне получить дифференциальный фазовый сдвиг, слабо зависящий от частоты, При выборе а=

= А/V2, 13 = D,3 Л и 1z — 11 = 0,07 Л дифференциальный фазовый сдвиг Лрсоставляет 90 и изменяется не более чем на 4" при изменении длины BofiHbl от А/ 2 до 0,9VQ

1, T,å, в 60% диапазоне частот. В этом диапазоне нэ выходе преобразователя получаем кругополяризованное колебание (коэффициент эллиптичности во всем диапазоне остается не хуже 0,9).

Если один из уголковых металлических отражателей повернуть вокруг оси лучевода на угол 90", что равносильно введению дополнительного 180 фазового сдвига, не зависящего от частоты, то на выходе круговая поляризация изменит направление вращения.

Квазиоптический преобразователь л«нейной поляризации в круговую, содержэ5 щий четырехплечее крестообразное разветвление лучеводов, в диагональной плоскости которого установлена одномерная проволочная решетка, проводники которой образуют угол 45" с плоскостью

10 поляризации падающей волны, а в смежных плечах, расположенных по обе стороны одномерной проволочной решетки, установлены двугранные уголковые металлические отражатели с возможностью вращения вок15 руг оси лучевода, при этом ребра уголковых металлических отражателей перпендикулярны осям соответствующих лучеводов и образуют угол 45 с проводниками одномерной проволочной решетки, о т л и ч а ю20 шийся тем, что, с целью расширения полосы рабочих частот, введена эквидистантная решетка из металлических пластин, расположенная между одномерной проволочной решеткой и ближайшим к ней

25 двугранным уголковым металлическим отражателем, причем металлические пластины эквидистантной решетки параллельны оси лучевода и параллельны или перпендикулярны проводникам одномерной прово30 лочной решетки, при этом размер металлических пластин эквидистантной решетки по оси лучеаода выбран оавным 0,34

il, где il. — средняя длина волны рабочего диапазона, расстояние между металличе35 с,<ими пластинами =-квидv.стантной 1.åшетки вь брано равным )/у, а разность осевых расстояний между одно. лерной проволочной решеткой и соответствующими двугранным«

40 уголковыми металлическими отражателями ра вна 0,07 А.

1 748210

Составитель M. Яновский

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор А. Осауленко

Редактор Э. Слиган

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 2508 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рэушская наб., 4/5