Фазовращатель
Использование: в системах радиолокации и связи для фазовой обработки и поляризационного преобразования сигналов высокого уровня мощности. Сущность изобретения: устройство содержит отрезок прямоугольного или круглого волновода, вдоль продольной оси которого установлена диэлектрическая пластина с нанесенной на ее поверхность металлической полоской, которая соединена одной боковой крЬмкой со стенкой волновода. Параллельно металлической полоске на диэлектрической пластине нанесены плоские проводники, длина каждого из которых не более Я /4. Плоские проводники связаны с металлической полоской электромагнитной связью, а также через включенные между ними регулирующие диоды. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИНЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
is»s Н 01 P 1/185
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ (21) 4906510/09 (22) 31.01.91 (46) 30.03.93. Бюл. N. 12 (71) Томский институт автоматизированных систем правления и радиоэлектроники (72) И.М,Вершинин, Н.Д.Малютин и А,Н.Сычев (73) И.M.Båðøèíèí, H.Ä.Ìàëþòèí и А.Н.Сычев (56) Патент Ф Рг N 3529560, кл. Н 01 P 1/185, опубл. 1987. (54) ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ (57) Использование: в системах радиолокации и связи для фазовой обработки и поляризационного преобразования сигналов высокого уровня мощности. Сущность изоИзобретение относится к радиотехнике
СВЧ и может быть использовано в системах радиолокации и связи, а также в составе
ФАР для фаэовой обработки и поляризационного преобразования сигналов высокого уровня мощности.
Целью изобретения является увеличение передаваемой мощности при сохранении рабочей полосы частот.
Конструкция фэзовращателя СВЧ-показана на чертеже.
Фаэовращатель СВЧ содержит диэлектрическую подложку 1, помещенную в волновод 2 (прямоугольный или круглый).
Металлическая пластина 3, расположенная на диэлектрической подложке 1; соединена с одной стороной волновода.
„„БЦÄÄ 1806427 АЗ бретения; устройство содер>кит отрезок прямоугольного или круглого волновода. вдоль продольной оси которого установлена диэлектрическая пластина с нанесенной на ее поверхность металлической полоской, которая соединена одной боковой кромкой со стенкой волновода. Параллельно металлической полоске на диэлектрической пластине нанесены плоские проводники, длина каждого из которых не более А /4. Плоские проводники связаны с металлической полоской электромагнитной связью. а также через включенные между ними регулирующие диоды. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
На подложке 1 дополнительно введены управляющие полоски 4, имеющие эллипсовидную форму и отделенные от металлической пластины 3 зазорами. Регу- iC) лирующие диоды 5 включены ме>кду каждой (Ь управляющей полоской 4 и металлической ф пластиной 3, О
Фазовращатель СВЧ работает следующим образом, Рассмотрим прохождение волны H)1 с вертикальной (по оси Y) поляризацией в волноводе. Коэффициент распространения для этой составляющей (А будет иметь значение у = а+)/>. зависящий от состояния регулирующих диодов, Приращение A(3, т.е. возрастание фазового сдвига, наблюдается при увеличении проводимости регулирующих диодов. В
1806427 данном случае управляющие полоски ока- один — на круглом, второй — на прямоугользываются соединенными с металлической ном волноводах, Для каждого макета на пластиной в точках включения диодов че- фольгированнай фторопластовой подложке рез их проводимости. Благодаря протя- толщиной 1,5 мм была сформирована плаженности управляющих полосок вдоль оси 5 стина, а также двенадцать управляющих по2 и наличию распределенной электромаг- лосок длиной 4 мм, шириной.0,8 мм каждая. нитной связи их с металлической пласти- Между пластиной и управляющими полон ой, действйЪ" - сосредоточен н ых сками монтировались кремниевые р-i-n-динеоднородностей регулирующих диодов в оды 2А 546А-5. Испытания проводились в широкой полосе частот на структуру элек- 10 3-см диапазоне длин волн, Фазовращатели трического поля в волноводе оказывается обеспечивали управляемый фазовый сдвиг отличным от того. какое наблюдается при более 40 град в полосе рабочих частот более включении, например, диодов между ши- .30, При передаче СВЧ-сигналов высокой рокими стенками лолновода через замыка- мощности нарушений работоспособности ющие штыри, диафрагмы и т.п. D "5 макетов как в состоянии минимального, так. частности, наличие управляющйх полосок и в состоянии максимального фазового при увеличении сосредоточенных прово- .сдвигов не наблюдалось. Подавались СВЧдимостей регулирующих диодов приводит импульсы, имеющие при длительности 3,5 к "вытеснению" электрического поля из за-.: мкс пиковую мощность 9 кВт. зоров между управляющими полосками и 20. Эффект изменения фазовой скорости в металлической пластиной и изменению волноводно-планарной структуре фазовра-. его структуры из-за фактического измене-: щателя СВЧ, таким образом, обусловлен не ния.гра ичных условий на кромках управ-,только включением сосредоточенных проляющих полосок и металлической .. водимостей регулирующих диодов. периопластины. Возрастание к6эффициента фа- 25 дически нагру>кающих волновод. но и зы ф при возрастании проводимостей ре-...; распределенным по координате Z действи-. гулирующих диодов обьясняется по ем управляющих полосок в совокупности с меньшей мере двумя причинами: умень-. проводимостями регулирующих диодов;.. шением эффективного диаметра валново. Распределенность структуры по Z при налида для вертикально (по Y) поляризованной 30 чии перекачки мощности волны Н в квазиволны; перекачкой части мощности бегу- Т и наоборот характеризуется большой щей волны типа Н в волны квази-Т, рас- широкополосностью, Одновременносэтим, пространяющиеся в рассматриваемой в силусохранейия согласования секцийвол- волноводно-полосковой структуре. Пер- новода в сечениях и "сглаживания" влияния вый из названных факторов достаточно хо- 35 сосредоточенных неоднородностей регули-, рошо известен в теории волноводов, рующих диодов управляющими полосками, . поэтому мы.не будем его подробно рас- в волноведущей структуре фазовращателя сматривать, Остановимся на втором явле- не образуется локализованных перенапрянии. Наличие металлической пластины и >кений электрического поля, обусловленных управляющих полосок, размеры которых в 40 внутренними переотражениями, За счет . направлении оси Y намного меньше диа- .. э огоповышается электрическая прочность. метра волновода О, приводит к возбу>кде- Таким образом, в сравнении с прототипом нию в них волн, близких по "структуре к: заявляемое решение позволяет при сохра-:—
Т-волнам. Их нормальные составляющие нении полосы рабочих частот увеличить пе- . имеют по крайней мере два разных коэф- 45 редаваемую СВЧ-мощность. фициента распространения уе и у>, т,к. . диэлектрик неоднороден в поперечном се- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я чени и.
Синфазная в6лна с коэффициентом 1. Фазовращатель, содер>кащий отрераспространения у имеет меньшую фазо- 50 зок волновода, вдоль продольной оси ко-. вую скорость, чем противофазная у, При торого установлена диэлектрическая увеличении проводим ст е чении проводимости диодов проис - пластина с металлической полоской, котохбдит переход к режиму преимущественно рая соединена одной боковой кромкой со синфазному. Следовательно; квази-Т вол- стенкой волновода, а к другой кромке подна, пре6бразованная из части мощности 55 xëþ÷åíû первыми электродами и регуливолны Н11, при увеличении проводимости рующих диодов, отличающийся тем, диодов также замедлится. что, с целью увеличения передаваемой
Для экспериментальной проверки бы- мощности при хранении полосы рабочих ли.изготовлены и испытаны два макета: частот, введено ri плоских проводников, каждый из которых выполнен длиной не
1806427
Х
Составитель И.Вершинин
Техред M,Mîðãåíòàë Корректор M.Àíäðóøåíêo
Редактор
Заказ 977 . Тираж : .- Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Óærîðoä, ул.Гагарина, 101
1 более iL/4, расположен на диэлектрической пластине параллельно металлической полоске, электромагнитно связан с ней и соединен с другим электродом соответствующего регулирующего диода, где n = 1, 2, 3..., А- рабочая длина волны, 2. Фазовращатель по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что отрезок волновода выполнен с прямоугольным поперечным сечением, 5 3. Фазовращэтель по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что отрезок волновода выполнен с круглым поперечным сечением.
