Волноводный поляризатор

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в технике СВЧ, в частности, в технике спутникового телевидения для приема волн с круговой поляризацией поля. Поляризатор состоит из отрезка круглого волновода и расположенной в нем фазосдвигающей секции, выполненной в виде решетки из плоских прямоугольных проводников, расположенных на тонкой прямоугольной диэлектрической пластине. При этом один плоский прямоугольный проводник выполнен в виде широкого прямоугольного проводника, расположенного симметрично в центральной части диэлектрической пластины, а на краях диэлектрической пластины расположены симметрично по меньшей мере по одному узкому прямоугольному проводнику. Причем волноводный поляризатор выполнен с возможностью совмещения емкостной проводимости узких прямоугольных проводников с эквивалентной емкостной проводимостью краев диэлектрической пластины. Технический результат заключается в обеспечении высокого уровня развязки по поляризации в рабочем диапазоне частот, приемлемого продольного габарита, простоты конструкции и технологичности. 3 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в технике СВЧ, в частности в технике спутникового телевидения для приема волн с круговой поляризацией поля.

Известен волноводный поляризатор, состоящий из отрезка круглого волновода и расположенной в нем фазосдвигающей секции, выполненной в виде продольного плоского проводника, закрепленного в отрезке круглого волновода на тонкой прямоугольной диэлектрической пластине [Патент РФ №2332756, Н01Р 1/161, 2008 г.]. Проводник выполнен печатным способом на поверхности диэлектрической пластины с зауженными участками на концах (трансформаторами сопротивлений).

Недостатком этого устройства является частотная зависимость величины дифференциального фазового сдвига (ДФС), что приводит к уменьшению рабочего диапазона частот.

Известен волноводный поляризатор, состоящий из отрезка круглого волновода, расположенной в нем замедляющей фазосдвигающей секции, например, в виде диэлектрической пластины, и нескольких корректирующих изогнутых проводников, расположенных в плоскости, перпендикулярной диэлектрической пластине [Патент РФ №2275717, Н01Р 1/161, Волноводный поляризатор, 2006 г.]. Корректирующие изогнутые проводники представляют собой индуктивные элементы, имеющие противоположную частотную зависимость величины ДФС по сравнению с замедляющей фазосдвигающей секцией. В плоскости фазосдвигающей секции волна замедляется, а в перпендикулярной плоскости волна ускоряется. В результате величина ДФС стабилизируется, что приводит к расширению рабочего диапазона частот.

Недостатком этого устройства является усложнение конструкции поляризатора из-за навесных индуктивных элементов.

Известен волноводный поляризатор (прототип), состоящий из отрезка круглого волновода и расположенной в нем фазосдвигающей секции, выполненной в виде решетки из плоских прямоугольных проводников, расположенных на тонкой прямоугольной диэлектрической пластине [Патент РФ №2265922, Н01Р 1/161, 2005 г.].

Недостатком этого устройства является недостаточно высокое согласование устройства в рабочем диапазоне частот и частотная зависимость величины ДФС.

В основу настоящего изобретения положена задача создать волноводный поляризатор, который обеспечивал бы в рабочем диапазоне частот улучшение согласования и постоянство величины ДФС. Поставленная задача решается тем, что один плоский прямоугольный проводник выполнен в виде широкого прямоугольного проводника, расположенного симметрично в центральной части диэлектрической пластины, а на краях диэлектрической пластины расположены симметрично по меньшей мере по одному узкому прямоугольному проводнику, причем волноводный поляризатор выполнен с возможностью совмещения емкостной проводимости узких прямоугольных проводников с эквивалентной емкостной проводимостью краев диэлектрической пластины.

Такое выполнение волноводного поляризатора обеспечивает улучшение согласования и постоянство величины ДФС в рабочем диапазоне частот, что повышает качество поляризатора, в частности, увеличивает уровень развязки по поляризации.

Изобретение поясняется чертежами, где:

на Фиг. 1 изображено предлагаемое устройство;

на Фиг. 2 изображены варианты выполнения фазосдвигающей секции с различным количеством узких проводников;

на Фиг. 3 изображена кривая зависимости величины ДФС поляризатора от относительной частоты, а также кривые зависимостей вклада в величину ДФС отдельных элементов поляризатора.

Волноводный поляризатор (Фиг. 1) содержит отрезок круглого волновода 1 с расположенной в нем соосно фазосдвигающей секцией, выполненной в виде тонкой прямоугольной диэлектрической пластины 2, на поверхности которой выполнена решетка из плоских прямоугольных проводников. Один плоский прямоугольный проводник 3 выполнен широким и расположен в центральной части диэлектрической пластины 2 симметрично относительно нее. На краях диэлектрической пластины 2 расположены симметрично узкие прямоугольные проводники 4. Плоские прямоугольные проводники 3 и 4 выполнены, например, с помощью печатной технологии. Диэлектрическая пластина 2 закреплена на стенке круглого волновода 1, например, с помощью клея. На Фиг. 2 представлены варианты выполнения фазосдвигающей секции, отличающиеся количеством узких проводников 4 (на Фиг. 2б количество узких проводников 4 минимально и равно двум). Расстояние от концов диэлектрической пластины 2 до узких проводников 4 выбрано равным 0,125⋅λ, где λ - средняя длина волны в заполненном диэлектрической пластиной 2 участке круглого волновода 1.

Принцип действия устройства заключается в следующем. Возбуждение волновода 1 осуществляется волной линейной поляризации, плоскость поляризации которой ориентирована под углом 45° по отношению к плоскости диэлектрической пластины 2. Поляризатор в рабочем диапазоне частот должен быть хорошо согласован и обеспечивать величину ДФС 90 градусов. На выходе поляризатор формирует волну с круговой поляризацией поля. Все элементы поляризатора в виде диэлектрической пластины 2, широкого проводника 3 и узких проводников 4 приводят к замедлению волны. Постоянство величины ДФС основано на компенсации частотных зависимостей величины ДФС отдельных элементов поляризатора. В случае широкого проводника 3, расположенного на диэлектрической пластины 2, величина ДФС уменьшается при увеличении частоты. В случае узких проводников 4 величина ДФС увеличивается, особенно при приближении длины узкого проводника 4 к резонансной длине. На Фиг. 3 приведена требуемая кривая 5 частотной зависимости величины ДФС поляризатора, которая в рабочем диапазоне частот в 20 процентов практически равна 90 градусам, отклоняясь в пределах 3 градусов. Кривая 6 демонстрирует вклад широкого плоского проводника 3, расположенного на диэлектрической пластине 2. Кривая 7 демонстрирует вклад узких проводников 4. Для обеспечения постоянства величины ДФС нужно подбирать параметры узких проводников 4 (количество, длину, ширину) для заданного диаметра круглого волновода 1. Например, для диаметра круглого волновода 1, составляющего 0,72 от средней длины волны в свободном пространстве, оптимальное количество узких проводников 4 равно четырем. Чем больше узких проводников 4 и меньше их длина, тем меньше наклон кривой 7. Важно также обеспечить хорошее согласование поляризатора. В плоскости, перпендикулярной диэлектрической пластине 2, поляризатор автоматически согласован вследствие малой толщины диэлектрической пластины 2. Для согласования поляризатора в плоскости диэлектрической пластины 2 нужно учитывать влияние собственно диэлектрической пластины 2. Для этого нужно узкие проводники 4 расположить на определенном расстоянии от концов диэлектрической пластины 2, обеспечивающем совмещение емкостных проводимостей узких проводников 4 и эквивалентной емкостной проводимости краев диэлектрической пластины 2 в одних и тех же сечениях круглого волновода 1. В соответствии с законом трансформации проводимостей в теории линий передач скачок волновых проводимостей на конце диэлектрической пластины 2 эквивалентен внесению емкостной проводимости, расположенной на расстоянии от конца диэлектрической пластины 2, где λ - длина волны в заполненном диэлектрической пластиной 2 круглом волноводе 1, K - величина скачка волновых проводимостей. Для тонкой диэлектрической пластины 2 величина K близка к единице, а в качестве λ нужно выбирать среднюю длину волны рабочего диапазона частот. Таким образом, на краях диэлектрической пластины 2 емкостные проводимости узких проводников 4 и емкостные проводимости, обусловленные скачком волновых проводимостей на концах диэлектрической пластины 2, расположены в одних и тех же сечениях круглого волновода 1 и суммируются. Эти проводимости совместно обеспечивают согласование поляризатора. Коэффициент отражения поляризатора может составлять уровень -30 дБ в диапазоне частот в 20 процентов. Уровень развязки по поляризации за счет стабилизации величины ДФС достигает 28 дБ.

Достоинствами предложенного технического решения являются хорошее согласование и высокий уровень развязки по поляризации в рабочем диапазоне частот, приемлемый продольный габарит, простота конструкции и технологичность.

Настоящее изобретение целесообразно использовать в различных устройствах СВЧ и, в частности, в приемных установках спутникового телевидения.

Волноводный поляризатор, состоящий из отрезка круглого волновода и расположенной в нем фазосдвигающей секции, выполненной в виде решетки из плоских прямоугольных проводников, расположенных на тонкой прямоугольной диэлектрической пластине, отличающийся тем, что один плоский прямоугольный проводник выполнен в виде широкого прямоугольного проводника, расположенного симметрично в центральной части диэлектрической пластины, а на краях диэлектрической пластины расположены симметрично по меньшей мере по одному узкому прямоугольному проводнику, причем волноводный поляризатор выполнен с возможностью совмещения емкостной проводимости узких прямоугольных проводников с эквивалентной емкостной проводимостью краев диэлектрической пластины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области антенной техники, в частности к селекторам радиоволн. Частотно-поляризационный селектор содержит первый ортомодовый преобразователь, представляющий собой крестовой разветвитель, в плечах которого установлены емкостные фильтры нижних частот.

Изобретение относится к радиотехнике. СВЧ-мультиплексор содержит устройство общего вывода СВЧ-сигнала, суммирующий резонатор, параллельно расположенные полосно-пропускающие фильтры.

Изобретение относится к СВЧ-радиотехнике, в частности к фильтрам. Микрополосковый широкополосный фильтр содержит диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляемое основание, а на вторую - полосковые проводники, электромагнитно связанные между собой.

Изобретение относится к интегральной оптике. Способ пространственного разделения оптических мод ортогональных поляризаций в планарной волноводной структуре, заключающийся в том, что излучение лазера вводят в четырехслойную планарную направляющую структуру, состоящую из подложки, покровной среды, волноводного высокопреломляющего магнитооптического слоя, намагниченного до насыщения в плоскости границы раздела, в направлении, поперечном распространению света, волноводного нанокомпозитного слоя с расположенным на его поверхности решеточным элементом связи для ввода излучения.

Использование: для создания схем дифференциальных аттенюаторов для работы в СВЧ диапазоне. Сущность изобретения заключается в том, что интегральный аттенюатор содержит генератор дифференциального сигнала, звенья, состоящие из параллельно включенных управляемых МОП транзисторов n- и p-типа, блок управления и нагрузку, кроме того, неинвертирующая пара звеньев, состоящих из МОП транзисторов n- и p-типа, соединена с генератором дифференциального сигнала и нагрузкой напрямую, а инвертирующая пара звеньев, состоящих из МОП транзисторов n- и p-типа соединена с генератором дифференциального сигнала и нагрузкой перекрестно; где регулировка сопротивлений МОП транзисторов, входящих в звенья, осуществляется блоком управления, при этом сопротивление одной пары звеньев МОП транзисторов возрастает, а другой падает.

Изобретение относится к радиоэлектронике и измерительной технике и может быть использовано для заданного ослабления СВЧ сигнала большой мощности в широкой полосе рабочих частот.

Изобретение относится к технике высоких и сверхвысоких частот и предназначено для создания частотно-селективных устройств. Полосковый резонатор содержит две диэлектрические подложки, подвешенные между экранами корпуса, на обе поверхности которых нанесены полосковые металлические проводники, электромагнитно связанные между собой.

Изобретение относится к области изготовления полупроводниковых изделий. Коммутирующее устройство является псевдоморфным, изготовленным на базе гетероструктуры AlGaN/InGaN, а емкостный элемент представляет собой конденсатор.

Изобретение относится к области полупроводниковых изделий и может быть использовано при создании нового поколения СВЧ элементной базы и интегральных схем на основе гетероструктур широкозонных полупроводников.

Изобретение относится к области СВЧ радиотехники, в частности к проходным дискретным полупроводниковым фазовращателям. Дискретный СВЧ фазовращатель проходного типа, согласованный с волновым сопротивлением ρ0 основной линии передачи, выполнен на основе соединения отрезков линий передачи и управляющих элементов, преимущественно диодов.

Изобретение относится к областям радиотехники и связи. Сущность заявленного устройства заключается в том, что высокочастотный векторный фазовращатель включает полифазный RC-фильтр, первый вход которого является входом фазовращателя, а второй вход заземлен, аналоговый квадратурный дифференциальный сумматор, состоящий из двух дифференциальных усилителей с переменным коэффициентом усиления в виде ячеек Гильберта и нагрузки, подключенной к шине питания, цифроаналоговый преобразователь, источник напряжений смещения, преобразователь дифференциального сигнала в небалансный, выход которого является выходом фазовращателя. Дополнительно фазовращатель содержит блок ослабления синфазной составляющей, включенный между аналоговым квадратурным дифференциальным сумматором и преобразователем дифференциального сигнала в небалансный и подключенный к источнику напряжений смещения. Технический результат от реализации заявленного изобретения направлен на разработку высокочастотного векторного фазовращателя с небалансным входом для уменьшения ошибки установки фазы и снижения массогабаритных характеристик устройства. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области радиотехники СВЧ и может быть использовано в фазированных антенных решетках для выравнивания фаз СВЧ трактов после их изготовления. Регулировочный фазовращатель СВЧ содержит одинаковые первый и второй отрезки линии передачи, одни концы которых соединены со входом и выходом, а другие соединены между собой третьим проводником. К середине третьего проводника подключен через перемычку разомкнутый шлейф. Между участками шлейфа включены дополнительные перемычки для ступенчатой регулировки фазы. При этом первый и второй отрезки расположены параллельно и соединены дополнительно через конденсатор, выводы которого подключены на одинаковых расстояниях от концов отрезков, с возможностью перемещения вдоль них при регулировке фазы. Емкость конденсатора постоянна и находится в пределах от 1/2ωZ0 до 1/ωZ0, где ω - круговая частота, Z0 - сопротивление входа и выхода, а также волновое сопротивление отрезков линий. Предлагаемый регулировочный фазовращатель при малых габаритах имеет малые погрешности перестройки фазы при широком диапазоне частот согласования. Изобретение обеспечивает уменьшение погрешности установки величины фазы и улучшение согласования в широком диапазоне частот при небольших габаритах. 2 ил.

Изобретение относится к частотно-избирательным устройствам волноводного типа. Перестраиваемый полосно-запирающий волноводный фильтр состоит из отрезка прямоугольного волновода с фланцами, втулки, сопряженной с одной из широких сторон волновода, подстроенного поршня, сопряженного со втулкой с помощью резьбового соединения и образующего вместе с ней короткозамкнутую коаксиальную линию, имеющих постоянные заданные высоты одной длинной и двух коротких диафрагм, расположенных соответственно вдоль широкой стенки волновода с фланцами и поперек этой стенки симметрично относительно втулки, причем поперечные и продольные торцы всех диафрагм скошены под углом, коаксиальная линия и диафрагмы смещены от центра к краям широкой стенки отрезка прямоугольного волновода с фланцами из области максимальной напряженности электрического поля в область ее меньших значений, а подстроечный поршень выполнен с дополнительной согласующей частью, расположенной между резьбовой и настроечной частями, размеры которой по отношению к размерам настроечной части подобраны таким образом, чтобы осуществлялось дроссельное соединение. Техническим результатом является высокий коэффициент прохождения вне полосы режекции, большая величина подавления в широкой полосе режекции, обеспечение высокой электропрочности. 3 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к фазовращателям. Сверхширокополосный коаксиальный фазовращатель содержит центральный и внешний проводники со скользящими контактами. Две части коаксиального канала с одинаковым волновым сопротивлением образованы двумя центральными проводниками, каждый из которых запрессован в диэлектрическую шайбу, запрессованную в центрирующее кольцо, и внутренними поверхностями первой, второй соединительных втулок, втулкой с ламелями и настроечной втулкой. Вдоль длины коаксиального канала центральные проводники снабжены компенсационными сдвигами относительно внешних проводников, в местах скачкообразного изменения последних. Первая соединительная втулка вкручена в цилиндрический металлический корпус с одной его стороны, а с другой его стороны стопорным кольцом закреплена настроечная гайка, в которую вкручена настроечная втулка, на которую накручена вторая соединительная втулка. Сквозное отверстие корпуса выполнено со ступенчато изменяющимся диаметром, втулка с ламелями прижата к внутренней ступеньке корпуса первой соединительной втулкой через первое центрирующее кольцо, внешняя поверхность втулки при помощи ламелей образует скользящий контакт внешних проводников с внутренней поверхностью настроечной втулки. Второе центрирующее кольцо прижато ко второй соединительной втулке настроечной втулкой. Технический результат - расширение диапазона рабочих частот коаксиального фазовращателя. 4 ил.

Изобретение относится к антенной технике. Регулируемое фазовращающее устройство антенной решетки для передачи сигнала между общим входным портом и несколькими портами, содержащее проводниковую камеру, разветвленную сеть фидеров, диэлектрический элемент и рычаг тяги. При этом вдоль первого края проводниковой камеры установлены порты ввода и вывода, а вдоль второго края – рычаг тяги, оснащенный диэлектрическим элементом. Разветвленная сеть фидеров содержит металлические прямоугольные части камеры трансформатора различной ширины, используемые для уменьшения отражения сигнала, проходящего по сети, и посредством фидерных узлов и частей соединяет порты ввода и вывода. Диэлектрический элемент содержит секции трансформатора, предназначенные для уменьшения отраженного сигнала, проходящего по сети. При этом на обоих концах диэлектрических элементов, смежных с частями разветвленной сети фидеров, расположенных по второму краю данного устройства, а также соединенных с первым узлом, исходящим из выходного порта, имеются секции трансформатора. Остальная часть диэлектрических элементов имеет секции трансформатора лишь с одного конца, наслаивающегося на разветвленную сеть фидеров. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 11 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиопередающих системах KB диапазона. Заявленный направленный ответвитель содержит корпус, а также первичную и вторичную линии, состоящие из проводников, образующих область электромагнитной связи, причем дополнительно введен металлический экран, закрепляемый винтами на коротких боковых сторонах корпуса, двухсторонняя печатная плата с реализованной на ней схемой амплитудно-частотной корректора, закрепленная винтами параллельно верхней и нижней крышкам корпуса, а также диэлектрические вставки, проводники первичной и вторичной линии выполнены с одной стороны двухсторонней печатной платы в виде отрезков круглой металлической проволоки, диаметр проводника первичной линии в 4-5 раз больше диаметра проводника вторичной линии, причем первичная линия выполнена соединенной непосредственно с центральными жилами соединителей, расположенных на коротких боковых стенках корпуса методом пайки, а проводники вторичной линии через сквозные отверстия в двухсторонней печатной плате выполнены выведенными на ее обратную сторону и методом пайки соединенными с токонесущими проводниками печатной платы, при этом одно плечо каждого проводника вторичной линии выполнено соединенным через нагрузку 50 Ом с экранным проводником на печатной плате и корпусом, а другое - с входом схемы амплитудно-частотного корректора. Технический результат заключается в обеспечении возможности использования направленного ответвителя в системах с большей проходящей мощностью. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в спутниковой связи. Разделитель ортогонально-поляризованных волн, содержащий последовательно расположенные первый поляризатор, первый уголковый изгиб, корректор эллиптичности, второй уголковый изгиб, идентичный первому, второй поляризатор и поляризационный селектор с прямым и боковым выходными плечами, причем первый и второй поляризаторы выполнены в виде отрезка круглого волновода, внутри которого размещен фазосдвигающий элемент с возможностью поворота посредством диэлектрического стержня, проходящего через отверстие, выполненное в стенке отрезка круглого волновода между первым и вторым уголковыми изгибами, при этом фазосдвигающий элемент в первом поляризаторе выполнен с дифференциальным фазовым сдвигом, равным 90°. Фазосдвигающий элемент во втором поляризаторе выполнен с дифференциальным фазовым сдвигом, равным 45°, а во втором поляризаторе под углом 45° к боковому выходному плечу поляризационного селектора установлен дополнительный фазосдвигающий элемент с дифференциальным фазовым сдвигом, равным 45°, при этом фазосдвигающие элементы во втором поляризаторе установлены либо в одной поперечной плоскости, либо разнесены вдоль его продольной оси. Технический результат - уменьшение мощности. 8 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в технике СВЧ, в частности, в технике спутникового телевидения для приема волн с круговой поляризацией поля. Поляризатор состоит из отрезка круглого волновода и расположенной в нем фазосдвигающей секции, выполненной в виде решетки из плоских прямоугольных проводников, расположенных на тонкой прямоугольной диэлектрической пластине. При этом один плоский прямоугольный проводник выполнен в виде широкого прямоугольного проводника, расположенного симметрично в центральной части диэлектрической пластины, а на краях диэлектрической пластины расположены симметрично по меньшей мере по одному узкому прямоугольному проводнику. Причем волноводный поляризатор выполнен с возможностью совмещения емкостной проводимости узких прямоугольных проводников с эквивалентной емкостной проводимостью краев диэлектрической пластины. Технический результат заключается в обеспечении высокого уровня развязки по поляризации в рабочем диапазоне частот, приемлемого продольного габарита, простоты конструкции и технологичности. 3 ил.

Наверх