Симметрирующее устройство

Изобретение может быть использовано в широкополосных системах радиосвязи, телекоммуникаций и радиолокации при построении антенных устройств с вибраторными облучателями и излучателями. В симметрирующем устройстве, содержащем отрезки коаксиальной и симметричной двухпроводной линий передачи, а также четвертьволновый разомкнутый коаксиальный шлейф, волновые сопротивления всех фрагментов одинаковы. Разомкнутый шлейф расположен параллельно отрезку коаксиальной линии и ориентирован в сторону генератора. При этом начало внешнего проводника шлейфа и конец внешнего проводника отрезка коаксиальной линии соединены между собой непосредственно, а начало внутреннего проводника шлейфа и конец внутреннего проводника отрезка коаксиальной линии соединены с соответствующими выводами начала отрезка двухпроводной линии. Техническим результатом является обеспечение при существенно меньших габаритах более чем двукратного увеличения широкополосности симметрирования и согласования при питании симметричных вибраторов, позволяя реализовывать при использовании отечественных стандартных коаксиальных кабелей, материалов и технологий весьма компактные объемные коаксиальные и полосковые печатные конструкции с относительной полосой рабочих частот порядка 25%. 6 ил.

 

Предлагаемое устройство относится к области техники сверхвысоких частот и может быть использовано в радиотехнических системах различного назначения для согласования электрически несимметричного относительно “земли” выхода (пары зажимов) одного блока с электрически симметричным входом (парой зажимов) другого блока и наоборот. Наиболее рельефно необходимость в симметрирующих устройствах проявляется в антенных системах при питании полуволнового симметричного вибратора коаксиальным фидером.

Актуальность разработки таких симметрирующих устройств обусловлена все возрастающими требованиями к переходным согласующе-симметрирующим узлам систем связи, телекоммуникаций и радиолокации в отношении качества их согласования, широкополосности, массогабаритных показателей и технологичности. Для обеспечения предъявляемых ныне в дециметровом и сантиметровом диапазонах волн требований необходимо реализовать компактные симметрирующие устройства, пригодные для питания симметричных полуволновых вибраторов с коэффициентом стоячей волны напряжения (КСВН) К_ст.u не более 1,5 в рабочем диапазоне частот порядка 20%. Зачастую симметрирующие устройства устанавливаются в непосредственной близости к излучателям (вибраторам) антенны и подвергаются прямому воздействию неблагоприятных факторов внешней среды: дождь, снег, иней, пыль и другие.

Известно симметрирующее устройство, называемое “четвертьволновым стаканом”, описанное в работе Марков Г.Т., Сазонов Д.М. “Антенны”, М.: Энергия, 1975, стр. 339. В этом устройстве на идущую от генератора питающую коаксиальную линию надевается проводящая труба четвертьволновой длины, соединенная на дальнем (удаленном от вибратора) конце накоротко с оплеткой (наружным проводником) коаксиальной линии.

Образованная проводящей трубой и оплеткой кабеля дополнительная коаксиальная линия, короткозамкнутая на дальнем конце, представляет собой металлический изолятор, препятствующий ответвлению тока на внешнюю поверхность наружного проводника питающей коаксиальной линии в точке подключения одного плеча симметричного вибратора, второе плечо которого подключено к идеальному проводнику (жиле) питающей коаксиальной линии. В результате обеспечивается симметричное питание обеих половин (плеч) симметричного вибратора (или основной симметричной двухпроводной линии, идущей к вибратору). Однако существенным недостатком описанного симметрирующего устройства является его громоздкость и узкополосность (относительная полоса частота не более 5% по уровню К_ст.u=1,5), а также его непригодность для планарного исполнения по технологии полосковых печатных плат, так как при печатном исполнении одна сторона фольгированной плоской заготовки соединяется, как правило, с корпусом прибора (“землей”) полностью, то есть по всей поверхности прилегания.

Известно также симметрирующее устройство, называемое симметрирующей приставкой, описанное в работе: Дорохов А.П., “Расчет и конструирование антенно-фидерных устройств”, Харьков, Харьковский государственный университет, 1960, стр. 325. Это устройство выполняется в виде проводящего стержня или трубы, непосредственно присоединяемых к тому плечу вибратора, которое возбуждается от центральной жилы питающего коаксиального кабеля, идущего от генератора. Вместе с наружной поверхностью оплетки кабеля упомянутый стержень формирует дополнительную двухпроводную (фактически: двухстержневую) симметричную длинную линию. Эта линия замыкается проводящей перемычкой накоротко на расстоянии четверть длины волны от входных зажимов симметричного вибратора или основной симметричной двухпроводной линии, питающей вибратор. В результате симметрирующая приставка предотвращает возбуждение сверхвысокочастотными токами наружной поверхности оболочки питающего коаксиального кабеля за перемычкой, поскольку ответвляющиеся на приставку (проводящий стержень) и оплетку питающего кабеля сверхвысокочастотные токи замыкаются кратчайшим путем по проводящей перемычке. Несмотря на то, что по оплетке питающего кабеля в пределах четверти длины волны и по поверхности проводящего стержня токи все-таки протекают, система обладает свойствами симметрирования, так как сама приставка излучает сверхвысокочастотную энергию весьма слабо.

В результате симметрирующая приставка, по оценкам самого автора упомянутой книги, более широкополосна, чем “четвертьволновый стакан”, так как в ней имеются одинаковые условия растекания для сверхвысокочастотных токов как центрального, так и внешнего провода питающего коаксиала. При отклонении частоты от центральной входное сопротивление дополнительной двухпроводной длинной линии уменьшается, ибо ее длина не будет равна четверти длины волны. Поэтому токи, ответвляющиеся на приставку (стержня) и наружную поверхность оплетки питающего коаксиального кабеля, возрастут. Но благодаря симметричности приставки, уменьшение тока, питающего обе половины симметричного вибратора (поступающего в основную симметричную двухпроводную линию), будет одинаковым, и вибратор (основная двухпроводная линия) остается симметрированным. Однако расширение относительной полосы частот по уровню К_ст.u=1,5 не так уж велико и не превосходит, по оценкам заявителя, 10%, что зачастую не удовлетворяет современным требованиям по широкополосности симметрирования. К тому же, и эта конструкция симметрирующего устройства практически непригодна для планарного исполнения по технологии полосковых печатных плат из-за необходимости заземления одной из фольгированных сторон плоской диэлектрической заготовки по всей поверхности прилегания.

Известно также симметрирующее устройство, выполненное по схеме щелевого возбуждения симметричного вибратора, описанное в работе: Кочержевский Г.Н. “Антенно-фидерные устройства”, М.: Связь, 1972, стр.238. В этом устройстве сплошная наружная оболочка питающего коаксиального кабеля на некотором участке вблизи конца кабеля разрезана на две части узкими щелями. Внутренний проводник кабеля (жила) короткозамыкающей перемычкой соединен с одной из образовавшихся таким образом частей оболочки кабеля. В концевых точках упомянутых частей оболочки присоединяются либо плечи самого симметричного вибратора, либо начала симметричной двухпроводной линии, питающей вибратор. Эти точки находятся под равными, но противоположными по знаку потенциалами, так как после прорезания щелей та часть оболочки, которая соединена короткозамыкающей перемычкой с жилой кабеля, приобретает потенциал внутреннего проводника кабеля, а другая часть оболочки остается под потенциалом оболочки. Под действием разности потенциалов, приложенной между упомянутыми точками, в плечах вибратора (или на входах основной симметричной двухпроводной линии, идущей к симметричному вибратору) возникают одинаковые токи, то есть вибратор возбуждается симметрично.

В этих же точках сверхвысокочастотные токи, текущие внутри кабеля, разветвляются на вибратор и на наружную поверхность оболочки кабеля. При этом токи, ответвляющиеся на наружную поверхность оболочки, оказываются одинаковыми, что еще раз свидетельствует о симметрировании плеч вибратора (входов основной двухпроводной линии). Ответвляющиеся на наружную поверхность оболочки токи будут минимальны, когда длина щели равна четверти длины волны, так как половины оболочки кабеля можно рассматривать как закороченную на конце четвертьволновую двухпроводную линию с “желобковыми” проводниками, образовавшимися после “роспуска” цилиндра-оплетки надвое плоскостью, проходящей через его ось.

При изменении длины волны сверхвысокочастотные токи, ответвляющиеся на поверхность оболочки кабеля, растут, так как входное сопротивление короткозамкнутой двухпроводной линии, длина которой отклоняется от четверти длины волны, уменьшается. При этом ухудшается согласование коаксиальной линии и вибратора (или идущей к вибратору симметричной двухпроводной линии), хотя симметричность возбуждения не нарушается. Однако, как отмечается в упомянутой работе, ширина полосы частот, в пределах которой может работать это симметрирующее устройство, значительно меньше, чем в случае симметрирующей приставки (по терминологии автора Г.Н. Кочержевского: в случае “компенсирующего штыря”). Таким образом, относительная полоса частот симметрирования описанного устройства по уровню К_ст.u=1,5 также не превышает 10%. Кроме того, и эта конструкция слабо приспособлена для планарного исполнения, так как в подлежащей полному заземлению по всей поверхности прилегания металлизации одной из сторон фольгированного листа диэлектрика необходимо прорезать четвертьволновую щель.

Известно также симметрирующее устройство, являющееся прототипом предлагаемого изобретения и описанное в АС СССР № 465686, Н 01 P 1/04, 1975 год, Бюллетень № 12. Это устройство состоит из двух разомкнутых коаксиальных шлейфов длиной в четверть средней волны рабочего диапазона, наружные проводники (оплетки) которых у разомкнутых концов подключены к диаметрально противоположным точкам оплетки на конце наружного проводника отрезка питающей коаксиальной линии, идущей от генератора. Внутренний проводник (жила) отрезка питающей коаксиальной линии продолжен на длину шлейфов и соединен с наружным проводником одного из них. При этом внутренние проводники шлейфов подключены к началам проводников основной двухпроводной линии, питающей симметричный вибратор, либо какое-либо устройство с симметричным входом. Разомкнутые коаксиальные четвертьволновые шлейфы являются встроенными компенсаторами реактивного сопротивления симметрирующего устройства, обеспечивающими его диапазонное согласование.

Однако при внимательном сравнении последнего устройства и вышеописанного симметрирующего устройства по схеме щелевого возбуждения невозможно избавиться от мысли об их почти полной эквивалентности по частотным характеристикам согласования. В самом деле, длина шлейфов в устройстве по АС СССР №465686, как и длина щели в устройстве по схеме щелевого возбуждения, равна четверти длины средней волны рабочего диапазона. В обоих устройствах внутренний проводник (жила) питающего коаксиального кабеля задействован одинаково: он соединен либо с одной из половин щели, либо с наружным проводником (оболочкой) одного из шлейфов. Тот факт, что в симметрирующем устройстве по АС СССР №465686 жила питающего кабеля продолжена на длину четвертьволновых шлейфов и только потом соединена с оболочкой одного из них, а в схеме щелевого возбуждения точка подключения жилы питающего кабеля к одной из четвертьволновых половин щели строго не оговаривается (хотя на рис. 11.8 из вышеупомянутой работы Г.Н.Кочержевского жила продолжена как раз на длину щели!), мало что меняет. Более того, в схеме щелевого возбуждения жила питающего кабеля, несмотря на прорезанные узкие щели в его оболочке, остается все-таки внутри оболочки, создающей хотя и не 100-процентный, но значительный экранирующий эффект. А в устройстве по АС СССР № 465686 жила питающего кабеля продолжена на длину шлейфов (а это четверть длины волны), не будучи заключенной в какую-либо оболочку! В результате жила питающего кабеля, находящаяся под потенциалом полной мощности генератора, остается “голой” на протяжении четверти длины волны. По всем критериям построения излучающих систем, изложенным, например, в вышеупомянутой работе Дорохова A.П., такая “оголенная” четвертьволновая жила будет интенсивно излучать электромагнитную энергию в окружающее пространство, формируя “паразитное” излучение, ибо оплетки обоих четвертьволновых коаксиальных шдейфов, как бы близки к жиле питающего кабеля они ни были, не способны эффективно экранировать жилу с высоким потенциалом, находящуюся вне этих оплеток. “Паразитное” излучение неизбежно приводит к потерям мощности и ухудшению согласования в рассматриваемом симметрирующем устройстве.

Таким образом, диапазонные свойства симметрирующего устройства по АС СССР № 465686, несмотря на его конструктивные отличия от устройства по схеме щелевого возбуждения, мало чем отличаются от диапазонных свойств последнего и характеризуются относительной полосой частот по уровню К_ст.u, равному 1,5, не более 10%, что не удовлетворяет современным требованиям при проектировании вибраторных антенных систем. Кроме того, возможности печатного исполнения симметрирующего устройства по АС СССР № 465686 в сравнении с устройством щелевого возбуждения еще больше ограничены необходимостью реализации двух полностью экранированных четвертьволновых шлейфов.

Задачей предлагаемого изобретения является создание более эффективного компактного симметрирующего устройства.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в известном симметрирующем устройстве, содержащем отрезки коаксиальной и симметричной двухпроводной линий различной электрической длины, а также четвертьволновый разомкнутый коаксиальный шлейф, коаксиальный шлейф и отрезок коаксиальной линии расположены параллельно друг другу, при этом начало внешнего проводника коаксиального шлейфа и конец внешнего проводника отрезка коаксиальной линии соединены между собой непосредственно, начало внутреннего проводника коаксиального шлейфа и конец внутреннего проводника отрезка коаксиальной линии соединены с соответствующими выводами начала симметричной двухпроводной линии, волновое сопротивление которой равно волновому сопротивлению шлейфа и отрезка коаксиальной линии.

На фиг.1 изображено предлагаемое симметрирующее устройство, на фиг.2 - теоретическая и экспериментальная частотные характеристики его коэффициента стоячей волны напряжения К_ст.u, на фиг.3 - печатный вариант предлагаемого симметрирующего устройства, на фиг.4 - пример использования печатного варианта в качестве облучателя зеркальной параболической антенны, на фиг.5 - экспериментальная поляризационная диаграмма зеркальной параболической антенны, выполненной согласно фиг.4, на фиг.6 - экспериментальная частотная характеристика К_ст.u коаксиального кабеля, питающего печатный облучатель зеркальной параболической антенны фиг.4.

Предлагаемое симметрирующее устройство (фиг.1) содержит отрезки коаксиальной 1 и симметричной двухпроводной 2 линий различной электрической длины, а также четвертьволновый разомкнутый коаксиальный шлейф 3, расположенный параллельно отрезку коаксиальной линии 1. Волновые сопротивления обоих отрезков и разомкнутого шлейфа равны между собой. При этом начало внешнего проводника 4 коаксиального шлейфа 3 и конец внешнего проводника 5 отрезка коаксиальной линии 1 соединены между собой непосредственно. Начало внутреннего проводника 6 коаксиального шлейфа 3 и конец внутреннего проводника 7 отрезка коаксиальной линии 1 соединены с соответствующими выводами 8, 9 начала отрезка симметричной двухпроводной линии 2. Конец отрезка двухпроводной линии подключен к клеммам 10, 11 симметричного вибратора, образованного четвертьволновыми сплошными цилиндрическими проводниками 12, 13.

Принцип действия заявляемого симметрирующего устройства состоит в следующем.

Пусть на вход отрезка коаксиальной линии 1 от генератора поступает сверхвысокочастотный сигнал, амплитуда которого остается неизменной в широкой полосе частот. Этот сигнал, дойдя до конца внутреннего проводника 7 отрезка коаксиальной линии 1, поступает на один из выводов 8 начала отрезка симметричной двухпроводной линии 2. Второй вывод 9 начала этой линии соединен с концом цилиндрического внешнего проводника 5 отрезка коаксиальной линии 1 через разомкнутый коаксиальный четвертьволновый шлейф 3, так как начало внешнего цилиндрического проводника 4 этого шлейфа соединено с концом внешнего проводника 5 отрезка коаксиальной линии 1. В результате в области сочленения отрезка коаксиальной линии 1 и отрезка симметричной двухпроводной линии 2 образуется сложная электродинамическая система, и в ней возникает интерференция падающих и отраженных волн. Анализ этого интерференционного процесса, проведенный Заявителем с использованием разработанного им программного обеспечения, показал, что при равенстве волновых сопротивлений отрезка коаксиальной линии 1, отрезка симметричной двухпроводной линии 2 и четвертьволнового шлейфа 3 обеспечивается хорошее согласование и симметрирование, характеризующееся по уровню входного К_ст.u отрезка коаксиальной линии 1, равному 1,5, относительной полосой рабочих частот 26% (фиг.2, поз. 14 - теоретическая характеристика). При этом в заявляемом симметрирующем устройстве, в отличие от прототипа, практически полностью отсутствует “паразитное” излучение, так как внутренний проводник 7 отрезка коаксиальной линии 1, находящийся под потенциалом полной мощности генератора, выступает за пределы экранирующего внешнего проводника 5 в области сочленения на пренебрежимо малую по сравнению с четвертью длины волны величину. К тому же, в предлагаемом симметрирующем устройстве разомкнутый коаксиальный шлейф 3 расположен параллельно отрезку коаксиальной линии 1 и направлен в сторону генератора, не увеличивая продольный размер зоны сочленения коаксиальной линии 1 и симметричной двухпроводной линии 2. Это выгодно отличает заявляемое симметрирующее устройство от прототипа и позволяет квалифицировать его как весьма компактное.

Более того, отрезок симметричной двухпроводной линии 2 необходим лишь в тех случаях, когда требуется осуществить междублочное соединение двух разнесенных в пространстве (на объекте установки) блоков, один из которых имеет несимметричный выход, а другой - симметричный вход или наоборот. Если же заявляемое симметрирующее устройство используется для питания симметричного вибратора, образованного сплошными цилиндрическими проводниками 12, 13 (фиг.1), то для соединения его клемм 10, 11 соответственно с концом внутреннего проводника 7 отрезка коаксиальной линии 1 и с началом внутреннего проводника 6 коаксиального шлейфа 3 можно взять отрезок симметричной двухпроводной линии 2 пренебрежимо малой по сравнению с четвертью длины волны, вплоть до нулевого ее значения. Это открывает возможность эффективного печатного исполнения предлагаемого симметрирующего устройства. При этом, если и проводники 12, 13 симметричного вибратора выполнить печатными, то удается сформировать весьма компактный печатный вариант заявляемого симметрирующего устройства, интегрированного (объединенного) с печатным симметричным вибратором.

Такой вариант интегрированного узла (полосковой платы), включающего в себя заявляемое симметрирующее устройство и печатный вибратор, изображен на фиг.3. Плата выполнена на обеих сторонах двухсторонне фольгированной медью диэлектрической заготовки 16 из отечественного материала ФАФ-4 толщиной h=2 мм, имеющего относительную диэлектрическую проницаемость ε_r=2,25, причем один из углов платы для удобства совмещения фотошаблонов скошен. На одной из сторон этой заготовки выполнен печатный вариант заявляемого симметрирующего устройства согласно фиг.1 при условии, что длина отрезка симметричной двухпроводной линии 2 пренебрежимо мала (теоретически: равна нулю). Обратная сторона заготовки полностью металлизирована (фиг.3, поз. 17), за исключением узкой полосы под симметричным печатным вибратором, образованной четвертьволновыми печатными проводниками 18, 19 шириной W_A. Клеммами печатного вибратора являются точки позиций 20, 21 на фиг.3, соответствующие клеммам 10, 11 объемного вибратора на фиг.1. При этом печатным аналогом объемного разомкнутого коаксиального шлейфа 3 является разомкнутый четвертьволновый шлейф из несимметричной полосковой линии, внутренний проводник 22 которого имеет ширину W_S и является печатным аналогом внутреннего проводника 6 на фиг.1. Соответствующим печатным аналогом отрезка коаксиальной линии 1 является отрезок несимметричной полосковой линии, внутренний проводник 23 которого имеет ширину W₀ и является аналогом внутреннего проводника 7 на фиг.1. При этом печатным аналогом внешних проводников 4 и 5 соответственно разомкнутого коаксиального шлейфа 3 и отрезка коаксиальной линии 1 на фиг.1 является сплошная металлизация 17 на обратной стороне заготовки 16 на фиг.3, так как внешние проводники 4 и 5 (фиг.1) соединены непосредственно. Мощность возбуждения поступает от генератора на вход 24 внутреннего проводника 23 отрезка несимметричной полосковой линии либо через коаксиально-полосковый разъем (переход) (на фиг.3 условно не показан), либо путем пайки жилы питающего коаксиального кабеля ко входу 24. При этом внешняя резьбовая часть разъема соединена электрически с металлизацией 17 обратной стороны заготовки 16, а при использовании кабеля “напрямую” (без разъема) его оплетка припаивается к участку 25 на металлизации 17. Волновое сопротивление питающего кабеля ρ целесообразно выбрать равным 75 Ом, так как входное сопротивление полуволнового печатного симметричного вибратора по данным работы “Антенны и устройства СВЧ”/ Под ред. Воскресенского Д.И., М.: Радио и связь, 1981, р. 9.5 составляет 73...80 Ом и слабо зависит от ширины W_A его проводников 18, 19, если W_A изменяется в пределах 1...4 мм. Поэтому ширины проводников 22 и 23 рассчитываются одинаковыми исходя из условия равенства волновых сопротивлений соответствующих микрополосковых линий величине р=75 Ом. Согласно материалам работы “Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств”/ Под ред. Вольмана В.И., М.: Радио и связь, 1982, р. 2.3 при величинах ρ=75 Ом и ε_r=2,25 отношения W₀/h =W_s/h равны 1,5, так что в результате W₀=W_s=3 мм. Этой же величине с точки зрения унификации размеров целесообразно выбрать равной и ширину W_A проводников 18, 19 печатного вибратора: W_A=3 мм.

Для экспериментального подтверждения большей широкополосности симметрирования и конструктивно-технологических преимуществ заявляемого симметрирующего устройства были изготовлены две опытные конструкции.

Первая была исполнена в коаксиальном варианте согласно фиг.1. Для реализации отрезка коаксиальной линии 1 и четвертьволнового шлейфа 3 использовался стандартный 75-омный коаксиальный кабель типа РК-75-7-22, а отрезок симметричной двухпроводной линии 2 был выполнен из стандартного кабеля РД-75-3-12. Проводники 12, 13 симметричного вибратора выполнялись из медного посеребренного провода диаметром 2 мм. Центральная частота f₀ рабочего диапазона составила 300 МГц, так что длина четвертьволновых проводников 12, 13 равна λ₀/4=250 мм. Расстояние между клеммами 10, 11 вибратора выбрано равным расстоянию между жилами симметричного кабеля РД-75-3-12. Длина разомкнутого четвертьволнового коаксиального шлейфа 3 из кабеля РК-75-7-22 зависит от относительной диэлектрической проницаемости его диэлектрика ε_rk, равной 2,3, и составила λ₀/(4)=165 мм. Результаты экспериментальной частотной характеристики входного К_cт.u изготовленного симметрирующего устройства (фиг.2, поз. 15) находятся в хорошем соответствии с теоретическим расчетом (фиг.2, поз. 14), выполненным для нормированных значений параметров.

Второй была изготовлена интегрированная конструкция печатного варианта заявляемого симметрирующего устройства и печатного вибратора с топологией и размерами согласно фиг.3. Это изделие было использовано в качестве облучателя длиннофокусной зеркальной параболической антенны с центральной частотой f₀=З ГГц, эскиз которой представлен на фиг.4. Облучатель фиксировался в фокусе зеркала двумя металлическими штангами, вдоль одной из которых (нижней на фиг.4) был проложен коаксиальный 75-омный питающий кабель типа РК-75-2-22. Известно, см., например, работу: Драбкин А.Л., Зузенко В.Л., Кислов А.Г. “Антенно-фидерные устройства”, М.: Советское радио, 1974, глава XVI, что уровень поперечно-поляризованного (кросс-поляризованного) излучения зеркальной параболической антенны существенно зависит от степени симметрирования плеч вибратора-облучателя, и он тем больше, чем хуже симметрирован вибратор-облучатель. Поэтому, если экспериментально снять поляризационную диаграмму зеркальной параболической антенны с таким облучателем по методике, изложенной в р. XX. 5 только что названной работы, то по этой диаграмме можно с уверенностью судить о равномерности возбуждения проводников 18, 19 печатного вибратора (фиг.3) и, следовательно, о качестве симметрирования печатной версии заявляемого симметрирующего устройства. Поляризационная диаграмма была измерена с использованием генератора сигналов ГЗ-22, питающего облучатель зеркальной параболической антенны на частоте f₀=3 ГГц, приемного пирамидального рупора с линейной поляризацией, милливольтметра ВЗ-38 и приведена на фиг.5. Вид поляризационной диаграммы - строгая “восьмерка” свидетельствует о пренебрежимо малом уровне кросс-поляризационного излучения зеркальной параболической антенны с упомянутым печатным облучателем, находящимся на уровне не более - 20 дБ. Последнее означает достаточно высокую степень симметрии (пренебрежимо малую степень несимметрии) возбуждения проводников 18, 19 печатного вибратора и, следовательно, высокое качество симметрирования печатного варианта заявляемого симметрирующего устройства. Кроме того, на фиг.6 представлена экспериментальная частотная характеристика входного К_cт.u коаксиального кабеля РК-75-2-22, питающего печатный облучатель, которая подтверждает возможность достижения 23-процентной относительной полосы частот по уровню К_cт.u=1,5. В результате печатная версия заявляемого симметрирующего устройства превосходит прототип по широкополосности согласования и симметрирования более чем в 2 раза и может быть использована для питания как симметричных печатных облучателей, так и самостоятельно используемых печатных симметричных вибраторов в составе многоэлементных одночастотных или совмещенных многочастотных фазированных антенных решеток.

Таким образом, представленные результаты свидетельствуют о возможности реализации весьма компактных симметрирующих устройств с относительной полосой рабочих частот по уровню K_cт.u=1,5 порядка 25%. Предлагаемое симметрирующее устройство реализуется как в объемном коаксиальном исполнении, так и по технологии полосковых печатных плат сверхвысоких частот. При этом в печатном варианте заявляемого симметрирующего устройства обратная сторона платы (подложки) не содержит каких-либо печатных фрагментов, кроме сплошной металлизации, и может быть соединена с металлическим корпусом прибора (объекта установки) по всей поверхности прилегания, за исключением зоны под печатным симметричным вибратором, которая должна быть и является свободной от каких-либо проводящих фрагментов. При реализации обоих вариантов симметрирующего устройства использовались отечественные кабели, материалы и технологии, что повышает защищенность заявляемого устройства от влияния конъюнктурных факторов рынка. Это позволяет уверенно говорить о перспективности предложенного симметрирующего устройства для практического использования в широкополосных вибраторных антенных системах связи, телекоммуникаций и радиолокации.

Симметрирующее устройство, содержащее отрезки коаксиальной и симметричной двухпроводной линий различной электрической длины, а также четвертьволновый разомкнутый коаксиальный шлейф, отличающийся тем, что коаксиальный шлейф и отрезок коаксиальной линии расположены параллельно друг другу, при этом начало внешнего проводника коаксиального шлейфа и конец внешнего проводника отрезка коаксиальной линии соединены между собой непосредственно, начало внутреннего проводника коаксиального шлейфа и конец внутреннего проводника отрезка коаксиальной линии соединены с соответствующими выводами начала симметричной двухпроводной линии, концы которой предназначены для подключения к клеммам симметричного вибратора, при этом волновое сопротивление симметричной двухпроводной линии равно волновому сопротивлению шлейфа и отрезка коаксиальной линии.