Волноводный восьмиплечий мост

 

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в моноимпульсных антенных системах. Целью изобретения является обеспечение сложения в одном из выходных отрезков волноводов входных сигналов и вычитания этих сигналов в двух других смежных выходных отрезках волноводов. Волноводный восьмиплечий мост содержит отрезки входных волноводов 1, 2, 3 и 4 и отрезки выходных волноводов 5. 6. 7 и 8 прямоугольного поперечного сечения с общими широкими и узкими стенками, соединенные областью связи 9, длина I которой выбрана из условия I 5 л (Дню ). где и /9н21 - фазовые постоянные волн типа НЮ и Н21 в области связи 9 соответственно. В отрезках входных волноводов 1 и 3 включены два фазовращателя 10 и 11 с фазовым сдвигом (р, равным разности набега фаз волн Ню и Н20 на длине области связи 9 и с фазовым сдвигом (р+ я соответственно . Выполнение области связи 9 длиной I и использование фазовращателей 10 и 11 во входных волноводах 1 и 3 позволяет осуществить одновременно суммарно-разностную обработку четырех входных сигналов . 1 ил. СО

союз советских

СОЦИАЛИСТИ ВЕСКИХ

PF. СПУБЛИК (st)s Н 01 P 5/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4764792/09 (22) 05,12.89 (46) 07.09.92, Бюл. N 33 (72) Л.В. Скрыпник, С.В, Мирный, В.Т, Татаркин и Б. Н. Емельяненков (56) 1,Скрыпник Л. В. Условия реализации и основные свойства волноводных восьмиплечих мостов, Иэв. ВУЗов, Радиоэлектроника, 1977, (Ф 2, с. 84 — 90.

2. Авторское свидетельство СССР

hk 581533, кл. Н 01 P 5/18. 1977. (54) ВОЛНОВОДНЫЙ ВОСЬМИПЛЕЧИЙ

МОСТ (57) Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в моноимпульсных антенных системах. Целью изобретения является обеспечение сложения в одном из выходных отрезков волноводов входных сигналов и вычитания этих сигналов в двух других смежных выходных отрезках волноводов. Волноводный восьИзобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в моноимпульсных,антеннах радиолокационных станций и станций космической связи.

Известны восьмиплечие мосты, представляющие собой комбинацию четырех двойных волноводных тройников, использующихся в схемах питания моноимпульсных антенн. Однако такие устройства сложны, имеют значительную массу и габариты, неудобное расположение входных и Выходных плеч. Этих недостатков лишены волноводные восьмиплечие мосты, описанные в (1).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому обьекту (прототипом) „„. Ж,„, 1760579 А1 миплечий мост содержит отрезки входных волноводов 1, 2, 3 и 4 и отрезки выходных волноводов 5, 6, 7 и 8 прямоугольного поперечного сечения с общими широкими и узкими стенками, соединенные областью связи 9, длина! которой выбрана иэ условия ! = 5 к (Рн1о — Рн2 ), где РН10 и Рнг1 фазовые постоянные волн типа Н10 и Н21 в области связи 9 соответственно, В отрезках входных волноводов 1 и 3 включены два фазовращателя 10 и 11 с фаэовым сдвигом р, рвань.м разности набега фаэ волн Н!в и Н2о на длине области связи 9 и с фазовым сдвигом p+ л соответственно. Выполнение области связи 9 длиной и использование фазовращателей 10 и 11 во входных волноводах 1 и 3 позволяет осуществить одновременно суммарно-разностную обработку четырех входных сигналов. 1 ил. является волноводный восьмиплечий мост (2}, содержащий отрезки входных и выходных волноводов прямоугольного поперечного сечения с общими широкими и узкими стенками, соедине нные областью связи, выполненной в виде отрезка многомодового волновода прямоугольного поперечного сечения, широкая стенка которого в Vg раз больше узкой. Мост обеспечивает равное деление мощности, поданной в один из его входных волноводов, между четырьмя противоположными выходными волноводами.

Недостатком прототипа является го, что он не обеспечивает суммирование синфаэных сигналов, поданных в четыре входных вопновода, в одном выходном волноводе, а так1760579

00 0 0р1-р1

О 00 01p 1р

G GO 0p1 р1

О ОО 01-р1р р1-р 10000

1 р 1р 0000

-р1 р1 0000

1-р1 р 0000, И=—

2 (1) 50

rée p = e p= фн10 — p zo) I, =5тг/фн10— / н21), Рн10, инго, / н21 — фазовые постоянные соответствующих типов волн, ! — длина MHocoMopoBo(o волновода. ке объединение квадратурных разностных сигналов в двух других волноводах, Этот недостаток не позволяет, например, испольэовать прототип для реализации двухканальной схемы моноимпульсной 5 обработки принимаемых сигналов.

Целью изобретения является обеспечение сложения в одном из выходных отрезКоВ волноводов.входных сигналов и вычитание этих сигналов в двух других 10 смежных выходных отрезках волноводов.

Это позволяет реализовать двухканальную схему моноимпульсной обработки принимаемых сигналов, поскольку e ..каждом из двух смежных выходных отрезков волново- f5 дов выделяются сигналы ошибки наведения в двух ортогональных плоскостях слежения, причем ати сигналы имеют относительный фазовый сдвиг тг/2, что позволяет легко разделить их при обработке. используя в 20 качестве опорного суммарный сигнал из соответствующего отрезка выходного волновода.

Поставленная цель достигается тем, что длина области связи выбрана из условия I 25

= 5 > фн10 — pH21), где н10 и РН21— фазовые постоянные волн Н1о и Нг! в области свяэр соответственно, а в два смежных по диагонали входных волновода включены два фазовращателя с фазовым сдвигом р, равным разности набега фаз волн Н1о и Н2о на длине области связи и с фазовым сдвигом rp+ x соответственно.

На чертеже представлена конструкция устройства. 35

Устройство содержит четыре входных волновода 1, 2, 3, 4, четыре выходных волновода 5, 6, 7, 8, область связи 9 и фазовращатели 10, 11, во входных волноводах 1 и 3 соответственно, выполненные. например, в 40 виде диэлектрических пластин.

В соответствии со свойствами моста (11, матрица рассеяния его имеет вид:

Пусть Во входных волноводах 1, 2, 3, 4 возбуждаются синфаэные сигналы с различными (в общем случае) амплитудами (зто может иметь место, например, при амплитудной пелен гации) а1 = А, аг =- В, аз = С, а4 = D.

Проходя отрезки волноводов 1 и 3 сигналы а! и аз получают задержку по фазе относительно сигналов az и а4, проходящих отрезки волноводов 2 и 4, за счет фазовращателей 10 и 11:

a 1 = A е ", а з = С е !Ц ", а 2=В, а 4=D

pro = 5 < ФН10 - pH20)/(/410 ptz 1) = p фазовый сдвиг, вносимый фазовращателем 10, p11 = л+ г 5 фн10 инго)/фн10 / Н21)

-р + тг — фазовый сдвиг, вносимый фаэовращателем 11.

Таким образом, (2) а 1 = А Р*, а 3 = -С Р*, а2=В, 84= D где Р*=е!, Сигналы Ь5, Ьв, Ьт. Ьв в отрезках, волноводов 5, 6, 7, 8 определяются в результате перемножения матриц: где Ь1, Ьг, Ьз, Ь4 — отраженные сигналы в отрезках волноводов 1, 2, 3, 4.

Результат выполнения операции перемножения матриц(3) с учетом выражений (1) и (2) получен в виде:

bz = Ьз = Ь4 = О, 2 — (А P Р*+ В,+ С P Р*+ Р), 1

2 — (A Р* + В P — С Р* — D P), — (— А Р Р*+  — С Р.Р*+ D P), 1

2 — (А Р* — В P — СР* + 0 Р).

Ь1=

Ьб=

Ьв=

И после несложных преобразований получены окончательные выражения для выходных сигналов:

rb11

Ь И

l а 1 а) аз а4

О

О

О

О, 1760579 — (А-В С D), 1

2 — ((А w В) — (С+ D))cos p+

be= ((В + С) — (A + D))sIn p, — (— А+ В â€” C+ D). (4)

2 — ((А+ D) — (В + C))cos p+

+ j — ((С + 0) — (А + B))sin p .

Как видно из (4), разности амплитуд попарно равных входных сигналов, подаваемых в смежные входные отрезки волноводов, зависят от разности набега фаз волн Н10 и Н20 на длине Области связи. При длине Облас и связи, выбранной из условия (/3Н10 — five÷ 0) I =- л (как 3Т0 имеет место у прототипа) угол р составляет величину 80О.

При этом разности амплитуд попарно равных сигналов, поданных во входные отрезки волноводов, будут существенно различаться. В данном устройстве дчина области связи Bbl6pBHB из условия (/3н10 — /3н21) I = 5 л, поэтому

P - PK1O PK2O) — » PK10 - Н20) /

l ФН10 — РН21) = 5 Р, (5) Где pq — разность набега фаэ Волн Н10 и Н20

g прототипа.

Из (5) видно, что угол р моста по сравнению с прототипом составляет 400

=360 + 40, что существенно уменьшает разницу в разностях амплитуд попарно равHblx сигналов, поданных Во входные отрезки волноводов, в выходных отрезках волноводов.

Таким образом, восьмиплечий мост позволяет суммировать четыре синфазных сигнала в одном выходном волноводе, объединить разности пар сигналов во времен5 ной квадратуре в двух других выходных отрезках волноводов и выравнять амплитуды их квадратурных составляющих, Использование восьмиплечего моста, например, в моноимпульсных системах по10 зволяет сократить количество приемных трактов с трех до двух, обеспечив тем самым уменьшение инструментальных ошибок пеленгования, снизить стоимость моноимпульсных систем, их массогабаритные

15 показатели, существенно упростить СВЧтракт.

Формула изобретения

Волноводный восьмиплечий мост. со20 держащий отрезки входных и выходных волноводов прямоугольного поперечного сечения с общими широкими и узкими стенками. соединенные областью связи, выполненной в виде отрезка многомодового

25 волновода прямоугольного поперечного сечения, широкая стенка которого в.(3 раз больше узкой, отличающийся тем, что, с целью обеспечения сложения в одном иэ выходных отрезков волноводов входных

30 сигналов и вычитания этих сигналов в двух .других смежных выходн ы х отрезках вол новодов, длина I области связи выбрана из условия 1 = 5 л (pK10 — /3Н21), где рн10 и

pK21 — фазовые постоянные волн типа I-I10 и Н21 в области связи соответственно, а в два смежных по диагонали входных волновода включены два фазовращателя с фазовым сдвигом р, равным разности набега фаз волн Н10 и Н20 на длине области связи и с фазовым сдвигом р+ х соответственно.

1760579

Составитель B. Татаркин

Текред M,Ìîðãåíòàë

Корректор М, Максимишинец

Редактор

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

Заказ 3190 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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