Поляризационный селектор
Владельцы патента RU 2440646:
Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма Микран" (RU)
Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано в радиотехнических системах различного назначения в качестве базового элемента облучателя зеркальных антенн для обеспечения режима двойного использования частоты за счет поляризационной развязки. Техническим результатом является уменьшение габаритов. Поляризационный селектор включает квадратный волновод, к боковым стенкам которого симметрично подходят два прямоугольных плавно сужающихся волновода, на входах которых вертикально установлены стержни, а за ними, в квадратном волноводе, горизонтально расположены металлическая пластина и трансформирующий ступенчатый переход к прямоугольному сечению, а симметрично расположенные прямоугольные волноводы заканчиваются внутренними коаксиально-волноводными переходами, которые входят в два более узких симметрично расположенных прямоугольных волновода, повернутых на угол 90° относительно входного волновода, и сведены в один прямоугольный волновод. 6 ил.
Поляризационный селектор относится к области антенной техники и может быть использован в радиотехнических системах различного назначения в качестве базового элемента облучателя зеркальных антенн для обеспечения режима двойного использования частоты за счет поляризационной развязки.
Известен поляризационный селектор (Symmetric Reverse-Coupling Waveguide Orthomode Transducer for the 3 - mm Band / Alessandro Navarrini and Renzo Nesti - IEEE Transactions on microwave theory techniques, vol.57, No.1, January 2009.), выполненный в виде конструкции корпус-крышка, в которых прорезаны волноводные каналы в виде структуры с симметричными обратными соединениями (Symmetric Reverse-Coupling Structure).
Недостатком такого селектора поляризаций являются большие габариты.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является поляризационный селектор, выбранный в качестве прототипа. (A Full Waveguide Band Orthomode Junction / E.Wollack - NRAO, Charlottesville, VA, may 16, 1996.), выполненный также в виде конструкции корпус-крышка, в которых прорезаны волноводные каналы с двойным симметричным соединением (B0ifot, A.M., Lier, E., Schaug-Pettersen, Т., \ Simple and Broadband Orthomode Transducer," 1990, Proc. IEE, vol.137, no.6, pp.396-400).
Недостатком известного устройства являются также большие габариты.
Основная задача, решаемая заявляемым изобретением, состоит в создании поляризационного селектора с меньшими габаритами.
Основная техническая задача решается тем, что в поляризационном селекторе, включающем квадратный волновод, к боковым стенкам которого симметрично подходят два прямоугольных плавно сужающихся волновода, на входах которых вертикально установлены стержни, а за ними, в квадратном волноводе, горизонтально расположены пластина и трансформирующий ступенчатый переход к прямоугольному сечению, согласно предложенному решению симметрично расположенные прямоугольные волноводы заканчиваются внутренними коаксиально-волноводными трансформирующими переходами, входящими в два более узких симметрично расположенных прямоугольных волновода, повернутых на угол 90° относительно входного волновода и сведенных в один прямоугольный волновод.
Заявляемое устройство имеет отличие от близких аналогов, следовательно, решение удовлетворяет условию патентоспособности изобретения "новизна".
Анализ уровня техники на соответствие заявляемого решения условию патентоспособности изобретения "изобретательский уровень" показал следующее: внутренние коаксиально-волноводные переходы позволяют повернуть волноводный канал на угол 90° по широкой стенке без использования громоздких волноводных изгибов и сократить длину плавного перехода в сторонних плечах, так как происходит переход на волновод нужного сечения перед суммированием мощности.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показано устройство в разрезе, на фиг.2 - поперечное сечение устройства, на фиг.3 - общий вид устройства, на фиг.4 - продольное сечение устройства, на фиг.5 - график зависимости коэффициента отражения в полосе рабочих частот для стороннего плеча, фиг.6 - график зависимости коэффициента отражения в полосе рабочих частот для прямого плеча (E1) и график зависимости поляризационной развязки между плечами селектора поляризаций.
Поляризационный селектор состоит из корпуса 1, крышки 2 и фланцев 3, которые при соединении между собой образуют волноводный канал сложной геометрии. В волноводный канал, который образован соединением корпуса 1 и крышки 2, установлены стержни 4, металлическая пластина 5, разъем для коаксиально-волноводного перехода (КВП) прямого плеча 6, подстроенные винты 7 для КВП прямого плеча 6, внутренние КВП 8, представляющие собой волноводно-коаксиальный переход, участок коаксиального тракта и коаксиально-волноводный переход, подстроечные винты 9 для внутренних КВП 8. В волноводный канал, который образован соединением двух фланцев 3, установлены разъем для КВП стороннего плеча 10 и подстроечные винты 11 для КВП стороннего плеча 10 (см. фиг.3). Для крепления поляризационного селектора к облучателю антенны на входе волноводного канала, образованного корпусом и крышкой, установлена гайка 12.
Поляризационный селектор работает следующим образом.
При подведении высокочастотной энергии к поляризационному селектору с общего входа (фиг.4), состоящего из небольшого участка волновода круглого сечения (I), которое далее сменяется волноводом квадратного сечения со скругленными углами (II), в этих волноводах возбуждается две волны со взаимно перпендикулярной поляризацией - вертикальная (Е1) и горизонтальная (Е2), которые направляются в прямое плечо, которое заканчивается разъемом 6 и в стороннее плечо, которое заканчивается разъемом 10, соответственно. Волны, у которых вектор Е1 перпендикулярен плоскости металлической пластины 5, проходят прямое плечо без отражения от разрывов стенок на участке III, которые служат каналами для другой поляризации, так как в этих разрывах установлены стержни 4. В свою очередь, волны Е2, для которых металлическая пластина 5 является задней стенкой Т-образного соединения волноводов V и II, разделяются на два симметричных канала при помощи этого соединения и поступают на внутренние КВП 8. Далее с помощью внутренних КВП 8 волны Е2 поступают в волноводный канал, образованный соединением фланцев 3, где они суммируются в волноводе прямоугольного сечения и поступают в разъем для КВП 10.
Предложенное решение позволяет уменьшить длину устройства на 35-40%.
Поляризационный селектор, включающий квадратный волновод, к боковым стенкам которого симметрично подходят два прямоугольных плавно сужающихся волновода, на входах которых вертикально установлены стержни, а за ними, в квадратном волноводе, горизонтально расположены металлическая пластина и трансформирующий ступенчатый переход к прямоугольному сечению, отличающийся тем, что симметрично расположенные прямоугольные волноводы заканчиваются внутренними коаксиально-волноводными трансформирующими переходами, входящими в два более узких симметрично расположенных прямоугольных волновода, повернутых на угол 90° относительно входного волновода и сведенных в один прямоугольный волновод.
