RU177328U1

RU177328U1 - Устройство для поворота плоскости поляризации

Info

Publication number: RU177328U1
Application number: RU2017142165U
Authority: RU
Inventors: Наталья Александровна Винярская; Максим Сергеевич Рыбин; Наталия Кондратьевна Алексеева
Original assignee: Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова"
Priority date: 2017-12-04
Filing date: 2017-12-04
Publication date: 2018-02-15

Abstract

Полезная модель относится к радиотехнике, в частности к устройствам вращения плоскости поляризации. Устройство содержит отрезок прямоугольного волновода с короткозамыкателями на торцах. Отражатель установлен между узкой стенкой и короткозамыкателем и наклонен под углом 45°±5° к узкой стенке отрезка прямоугольного волновода. К входу и выходу отрезка прямоугольного волновода примыкают входной и выходной прямоугольные волноводы с закороченными торцами в плоскости их прилегания. Отрезок прямоугольного волновода заполнен диэлектриком с ε>1, его длина и размер широкой стенки равны, где а - размер широких стенок входного и выходного прямоугольных волноводов, размеры узких стенок всех волноводов одинаковы. Узкая стенка отрезка прямоугольного волновода, не примыкающая к отражателю, лежит в одной плоскости с широкой стенкой входного волновода, а плоскость короткозамыкателя, не примыкающего к отражателю, совпадает с широкой стенкой выходного волновода. Внутри входного и выходного волноводов, заподлицо с плоскостями входного и выходного отверстий, в середине этих отверстий, установлены согласующие диэлектрические призмы с ε>1 и высотой, равной размеру узкой стенки волноводов. Технический результат – уменьшение габаритных размеров. 3 ил.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к радиотехнической промышленности и может быть использована в волноводной СВЧ-технике.

Известен «Волноводный уголок» (RU №171522 C1 Н01Р 1/02 опубл. 27.07.2001 г.) содержащий входной и выходной волноводы с отражателями, расположенные под прямым углом один относительно другого, в которых из одного в другой распространяется СВЧ-сигнал. Узкая стенка входного волновода совмещена с широкой стенкой выходного волновода, а плоский отражатель входного волновода наклонен под углом 130-140° к его узкой стенке и имеет длину Д₁=(1-1,2) а₁, где a₁ - размер широкой стенки входного волновода, при этом отражатель, выполненный в виде трехгранной призмы, установлен так, что одна ее грань совпадает с широкой стенкой входного волновода, другая - с совмещенной стенкой входного и выходного волноводов, третья имеет длину от основания до начала усечения Д₂=(0,75±0,05)а₂, где a₂ - размер широкой стенки выходного волновода, а основание призмы представляет собой прямоугольник с размерами катетов h=(0,6±0,15)b, где b - максимальный из размеров узкой стенки входного или выходного волноводов, лежит в плоскости узкой стенки выходного волновода, ближайшей к плоскому отражателю входного волновода, и находится на расстоянии Δ=(0,15±0,05)λ_в1 от торца входного волновода, где λ_в1 - длина волны во входном волноводе, при этом усеченная часть призмы плавно скошена на длине l=(1,2±0,1)h в направлении ко входу.

Известен также «Волноводный уголок» ((RU №2267192 C1 Н01Р 1/02 опубл. 27.15.2005 г.) содержащий входной и выходной волноводы, расположенные под прямым углом один относительно другого, в которых из одного в другой распространяется СВЧ-сигнал основной моды и у которых узкая стенка входного волновода совмещена с широкой стенкой выходного волновода, и два отражателя, один из них плоский отражатель входного волновода наклонен под углом α=130°-140° к его узкой стенке, a другой отражатель установлен так, что одна его грань совпадает с широкой стенкой входного волновода, а другая с совмещенной стенкой входного и выходного волноводов. Плоский отражатель входного волновода имеет длину Д=(0,7÷0,95)a₁, где a₁ - размер широкой стенки входного волновода, а другой отражатель выполнен в виде четырехгранной прямой призмы, имеющей длину L=(0,65÷1,0)а₂, где а₂ - размер широкой стенки выходного волновода, причем одно из ее оснований совпадает с закороченным торцом входного волновода и имеет длину стороны, параллельной широкой стенке входного волновода, l₁, равную (0,4÷0,6)b₁, где b₁ - размер узкой стенки входного волновода, а длину стороны, параллельной узкой стенке входного волновода, l₂, равную (0,5÷0,95)b₂, где b₂ - размер узкой стенки выходного волновода.

Основными недостатками этих технических решений являются: большие габариты, а также изменение не только поляризации, но и направления распространения СВЧ-сигнала.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является «Устройство для поворота плоскости поляризации» (RU 2366042 С1, опубл. 27.08.2009 г., МПК Н01Р 1/165), содержащее отрезок волновода с короткозамыкателями на торцах и двумя взаимно перпендикулярными прямоугольными отверстиями на входе и выходе. Отрезок волновода имеет прямоугольное сечение, а размеры прямоугольных отверстий на входе и на выходе отрезка волновода различны. Причем, отрезок волновода имеет длину, равную размеру широкой стороны отверстия на входе, размер широкой стенки, равный размеру широкой стороны отверстия на выходе, размер узкой стенки b выбран из условия b₁≤b≤b₂, где b₁ и b₂ - размеры узких сторон отверстий на входе и выходе. При этом, отверстия расположены на обеих широких стенках отрезка волновода таким образом, что широкая сторона прямоугольного отверстия на входе совпадает с ребром, образованным пересечением плоскостей широкой и узкой стенок отрезка волновода, а широкая сторона прямоугольного отверстия на выходе совпадает с ребром, образованным пересечением плоскостей короткозамыкателя и другой широкой стенки отрезка волновода, при этом внутри отрезка волновода напротив каждого из прямоугольных отверстий установлены согласующие прямые призмы, не пересекающие другие прямоугольные отверстия и лежащие одной боковой гранью на одной из широких стенок отрезка прямоугольного волновода, а другой боковой гранью на его узкой стенке на входе и на короткозамыкателе на выходе, при этом в отрезке волновода между узкой стенкой и короткозамыкателем установлен плоский согласующий отражатель.

Основными недостатками указанного технического решения являются большие габаритные размеры.

Технический результат состоит в том, что при сохранении широкого рабочего диапазона частот устройство для поворота плоскости поляризации имеет уменьшенные габаритные размеры.

Сущность предлагаемого «Устройства для поворота плоскости поляризации» заключается в том, что оно содержит отрезок прямоугольного волновода с короткозамыкателями на торцах и согласующим отражателем, установленным между узкой стенкой и короткозамыкателем и наклоненным под углом 45°±5° к узкой стенке отрезка прямоугольного волновода, с двумя взаимно перпендикулярными прямоугольными отверстиями на входе и выходе, расположенными на разных широких стенках отрезка волновода и имеющим размеры соответствующие сечению отрезка волновода.

Новым в устройстве для поворота плоскости поляризации является то, что ко входу и выходу отрезка прямоугольного волновода примыкают входной и выходной прямоугольные волноводы с закороченными торцами в плоскости их прилегания. Причем в закороченных торцах входного и выходного прямоугольных волноводов выполнены прямоугольные отверстия, равные и совмещенные с отверстиями на входе и выходе отрезка прямоугольного волновода. При этом отрезок прямоугольного волновода заполнен диэлектриком с ε>1, его длина и размер широкой стенки равны

, где а - размер широких стенок входного и выходного прямоугольных волноводов, размеры узких стенок всех волноводов одинаковы, причем узкая стенка отрезка прямоугольного волновода, не примыкающая к отражателю, лежит в одной плоскости с широкой стенкой входного волновода, а плоскость короткозамыкателя, не примыкающего к отражателю, совпадает с широкой стенкой выходного волновода, при этом внутри входного и выходного волноводов, заподлицо с плоскостями входного и выходного отверстий, в середине этих отверстий, установлены согласующие диэлектрические призмы с ε>1 и высотой равной размеру узкой стенки волноводов.

На фиг 1 изображена конструкция предлагаемого устройства для поворота плоскости поляризации

На фиг. 2 вид по А предлагаемого устройства для поворота плоскости поляризации.

На фиг. 3 график зависимости КСВ от частоты.

Устройство для поворота плоскости поляризации состоит из отрезка прямоугольного волновода 1 с короткозамыкателями на торцах 2 и 3, согласующим отражателем 4 и перпендикулярными прямоугольными отверстиями на входе 5 и выходе 6. Ко входу и выходу отрезка волновода 1 примыкают входной и выходной прямоугольные волноводы 7 и 8, с закороченными торцами 9 и 10 в плоскости их прилегания к отрезку волновода 1 и с выполненными в закороченных торцах 9 и 10 прямоугольными отверстиями, сопряженными с входным 5 и выходным отверстиями 6 отрезка волновода 1. В середине этих отверстий заподлицо с их плоскостями установлены согласующие призмы 11.

Принцип работы предлагаемого устройства заключается в следующем: СВЧ-сигнал, поступивший во входной волновод 7 проходит в отрезок прямоугольного волновода 1 через прямоугольное отверстие 5 в закороченном торце 9, отразившись от короткозамыкателя на входе 2, согласующего отражателя 4 и короткозамыкателя на выходе 3, через прямоугольное отверстие 5 в закороченном торце 10 поступает в выходной волновод 8. Согласование предлагаемого устройства по КСВ обеспечено за счет расположенных определенным образом относительно прямоугольных отверстий на входе и выходе отрезка прямоугольного волновода 1, согласующих диэлектрических прямых призм 11 и плоского согласующего отражателя 4, а поворот плоскости поляризации - за счет перпендикулярного расположения прямоугольных отверстий на входе и выходе отрезка прямоугольного волновода, через которые распространяется сигнал основной моды - волны Н₁₀.

Сокращение габаритных размеров устройства для поворота плоскости поляризации получено за счет того, что отрезок прямоугольного волновода заполнен диэлектриком с ε>1 и ориентирован своей продольной осью перпендикулярно направлению распространения СВЧ-сигнала во входном и выходном волноводах, а сохранение широкого рабочего диапазона частот достигнуто за счет определенного выбора размеров согласующих диэлектрических прямых призм и плоского отражателя.

Результаты практической реализации предложенного технического решения не вызывают сомнения. Изготовлены и прошли испытания экспериментальные образцы устройств поворота плоскости поляризации различных сечений для различных частот. Испытания подтвердили реализацию заявленного технического эффекта.

Claims

Устройство для поворота плоскости поляризации, содержащее отрезок прямоугольного волновода с короткозамыкателями на торцах и согласующим отражателем, установленным между узкой стенкой и короткозамыкателем и наклоненным под углом 45°±5° к узкой стенке отрезка прямоугольного волновода, с двумя взаимно перпендикулярными прямоугольными отверстиями на входе и выходе, расположенными на разных широких стенках отрезка волновода, и имеющим размеры соответствующие сечению отрезка волновода, отличающееся тем, что ко входу и выходу отрезка прямоугольного волновода примыкают входной и выходной прямоугольные волноводы с закороченными торцами в плоскости их прилегания, причем в закороченных торцах входного и выходного прямоугольных волноводов выполнены прямоугольные отверстия, равные и совмещенные с отверстиями на входе и выходе отрезка прямоугольного волновода, при этом отрезок прямоугольного волновода заполнен диэлектриком с ε>1, его длина и размер широкой стенки равны
, где а - размер широких стенок входного и выходного прямоугольных волноводов, размеры узких стенок всех волноводов одинаковы, причем узкая стенка отрезка прямоугольного волновода, не примыкающая к отражателю, лежит в одной плоскости с широкой стенкой входного волновода, а плоскость короткозамыкателя, не примыкающего к отражателю, совпадает с широкой стенкой выходного волновода, при этом внутри входного и выходного волноводов, заподлицо с плоскостями входного и выходного отверстий, в середине этих отверстий, установлены согласующие диэлектрические призмы с ε>1 и высотой, равной размеру узкой стенки волноводов.