RU2154880C2 - Двухполяризационное волноводное устройство и способ приема сигналов - Google Patents

Двухполяризационное волноводное устройство и способ приема сигналов Download PDF

Info

Publication number
RU2154880C2
RU2154880C2 RU97116831/09A RU97116831A RU2154880C2 RU 2154880 C2 RU2154880 C2 RU 2154880C2 RU 97116831/09 A RU97116831/09 A RU 97116831/09A RU 97116831 A RU97116831 A RU 97116831A RU 2154880 C2 RU2154880 C2 RU 2154880C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aforementioned
waveguide
signal
pin
meridional plane
Prior art date
Application number
RU97116831/09A
Other languages
English (en)
Other versions
RU97116831A (ru
Inventor
Патрик Бейрд Эндрю (GB)
Патрик Бейрд Эндрю
Original Assignee
Кембридж Индастриз Лимитед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кембридж Индастриз Лимитед filed Critical Кембридж Индастриз Лимитед
Publication of RU97116831A publication Critical patent/RU97116831A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2154880C2 publication Critical patent/RU2154880C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/16—Auxiliary devices for mode selection, e.g. mode suppression or mode promotion; for mode conversion
    • H01P1/161—Auxiliary devices for mode selection, e.g. mode suppression or mode promotion; for mode conversion sustaining two independent orthogonal modes, e.g. orthomode transducer

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Endoscopes (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Описывается усовершенствованная двухполяризационная волноводная штыревая система, которая состоит из находящейся в корпусе штыревой системы и отражающей поворотной пластины, в которой предусмотрены по крайней мере две отражающие сигнал кромки, обеспечивающие образование по крайней мере двух отраженных сигналов. Множественное отражение сигнала позволяет штыревой системе работать в широком диапазоне частот при минимальном ухудшении характеристик выходного сигнала. В предпочтительном варианте воплощения это достигается за счет придания отражающей поворотной пластине ступенчатой формы и за счет выполнения двух ступенек, удаленных на разные расстояния от короткозамкнутой волноводной секции. Передние отражающие кромки ступенек являются ортогональными оси волновода. Описываются другие варианты воплощения изобретения. 2 с.и 5 з.п.ф-лы, 4 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к двухполяризационному волноводному устройству, используемому в спутниковых зеркальных антеннах для приема сигналов, передаваемых спутником и содержащих две ортогональные поляризационные составляющие в одном диапазоне частот. Более точно изобретение относится к усовершенствованному волноводу, предназначенному для использования с малошумящим приемником, в котором размещаются два штыря съема с волновода и подачи во внешние цепи требуемых транслируемых сигналов.
Описание уровня техники
Заявителем совместно с данной подана международная заявка на патент WO92/22938, в которой описывается двухполяризационное устройство с волноводом, включенным в малошумящий приемник, причем в волноводе размещены два штыря, предназначенные для приема мощности линейно-поляризованных составляющих обоих ортогональных направлений. Штыри размещены в меридиональной плоскости на противоположных сторонах одиночного цилиндрического полосового отражателя (bar reflector), который отражает поляризационную компоненту одной ориентации и пропускает ортогональную ей поляризационную компоненту с минимальными потерями прохождения, а затем отражает повернутый ортогональный сигнал. Штыри находятся на расстоянии λ/4 от отражателя. На одном конце волновода выполнен также отражательный фазовращатель (reflection rotator), в котором используются тонкие пластины, ориентированные под углом 45o к плоскости падающего линейно-поляризованного излучения, короткозамкнутые на расстоянии около четверти длины волны (λ/4) позади передней кромки пластины. Эти пластины разделяют мощность падающего сигнала на две равные составляющие, соответствующие поляризационным компонентам в ортогональных плоскостях, причем одна компонента отражается передней кромкой, а вторая компонента отражается короткозамкнутой волноводной секцией. Возникающий между отраженными компонентами фазовый сдвиг на 180o приводит к повороту на 90o в плоскости линейной поляризации после повторного сложения (поляризационных компонент), так что выходные сигналы волновода расположены в одной меридиональной плоскости.
Описанное волноводное штыревое устройство имеет удовлетворительные характеристики при использовании его по своему назначению; т.е. для обеспечения развязки полезных сигналов лучше 40 дБ в пределах полосы частот сигнала ИСЗ Astra 10,7 - 11,8 ГГц в пределах других частотных полос типа 11,7-12,2 ГГц, а также в пределах полосы частот сигналов ИСЗ DBS 12,2-12,75 ГГц. В то же время, отмечается тенденция к расширению полосы частот сигналов, передаваемых вновь запускаемыми спутниками. Так, в ближайшее время в спутниковой системе на базе ИСЗ Astra диапазон частот планируется расширить с 10,7-11,8 ГГц до 10,7-12,75 ГГц. С учетом описанной выше разработки до настоящего времени не представлялось возможным использовать один LNB (малошумящий приемный блок, МШБ) или волоновод для перекрытия этого более широкого диапазона частот и частотный диапазон перекрывался двумя и более МШБ, которые настраивались таким образом, чтобы перекрывать часть частотного диапазона, например, 10,7-11,8 ГГц и 11,7-12,2 ГГц. Было выявлено, что рабочие частоты существующих МШБ ограничены полосой частот существующих отражательных вращателей.
В заявке JP-A-02029001 раскрывается волноводное устройство, используемое для поворота и отражения сигнала, в одном из вариантов этого устройства используется ступенчатая (stepped, зонированная) неотражающая диэлектрическая пластина, обеспечивающая фазовый сдвиг 180o для одной поляризационной составляющей сигнала относительно другой поляризационной составляющей. В данной заявке описывается альтернативный вариант воплощения, в котором вместо ступенчатой диэлектрической пластины используется емкостный металлический стержень или диэлектрический стержень, расположенный по диагонали сечения волновода. Этот частный вариант решения проблемы предполагает наличие диэлектрических пластины или стержня, либо металлического стержня.
В заявке GB 2076229 раскрывается использование ступенчатой пластины в устройстве преобразования сигналов с круговой поляризацией в квадратном волноводе в линейно-поляризационные сигналы. Устройство является модернизированным вариантом хорошо известного на практике перегородочного поляризатора и не обеспечивает расширение рабочего диапазона частот для отражаемых и рекомбинируемых сигналов.
В заявке FK 2615038 раскрывается волновод с ползуном (vane), который действует как короткозамкнутая цепь по отношению к одному из коаксиальных штырей. Устройство не обеспечивает вращение фазы и рекомбинацию, а также не пригодно для использования в широком диапазоне рабочих частот.
Краткое изложение сущности изобретения
Задачей настоящего изобретения является разработка усовершенствованного двухполяризационного волноводного устройства, устраняющего или смягчающего по крайней мере один из перечисленных выше недостатков.
Другой задачей настоящего изобретения является разработка усовершенствованного двухполяризационного волноводного устройства, обеспечивающего перекрытие всех диапазонов частот ИСЗ Astra одним МШБ.
Еще одной задачей настоящего изобретения является разработка усовершенствованного двухполяризационного волноводного устройства, которое сопоставимо по простоте изготовления с существующими волноводными штыревыми устройствами.
Это достигается при помощи отражающей поворотной (twist) пластины, находящейся в корпусе штыревой системы (probe housing), которая имеет по крайней мере две отражающих сигналы кромки, благодаря которым создаются по крайней мере два отдельных отраженных сигнала. В результате множественного отражения сигнала штыревая система работает в широком диапазоне частот при минимальных искажениях выходного сигнала.
В предпочтительном варианте воплощения это достигается путем выполнения отражающей поворотной пластины ступенчатой и путем выполнения двух ступенек, удаленных на разные расстояния от короткозамкнутой цепи волновода. Передние, отражающие ребра ступенек ортогональны осям волновода. В альтернативном варианте воплощения отражающая поворотная пластина может быть заменена трехступенчатым отражающим ребром или зазубренным ребром, таким что образуется несколько разнесенных отражающих ребер. Это может быть достигнуто за счет отливки штыревой системы, в которой волновод содержит двух- или трехступенчатую отражающую поворотную пластину. В альтернативном варианте одиночное отражающее ребро существующей поворотной пластины может быть высверлено на заданную глубину в поворотной пластине для создания раздельных отражающих кромок.
В другом варианте отражающее ребро может иметь профиль непрерывной передней кромки в виде наклонной линии или кривой, либо последовательности кривых.
В соответствии с первой особенностью настоящего изобретения разрабатывается волновод, которым принимаются по крайней мере два ортогонально поляризованных сигнала для передачи по нему, причем вышеупомянутый волновод содержит:
первый штырь, выходящий из стенки волновода внутрь волновода и расположенный в первой меридиональной плоскости, причем вышеупомянутый первый штырь приспособлен для приема первого сигнала, поляризованного в вышеупомянутый первый меридиональный плоскости,
отражающее средство, выходящее из стенки волновода, причем отражающее средство расположено позади вышеупомянутого первого штыря вдоль волновода и лежит в вышеупомянутой первой меридиональной плоскости для отражения сигналов, поляризованных в вышеупомянутой первой меридиональной плоскости, обратно к вышеупомянутому первому штырю и для пропускания сигналов, поляризованных во второй плоскости, ортогональной вышеупомянутой первой меридиональной плоскости,
второй штырь, расположенный позади отражающего средства, выходящей из вышеупомянутой стенки вышеупомянутого волновода внутрь вышеупомянутого волновода и лежащий в вышеупомянутой первой меридиональной плоскости,
средство отражения и поворота сигнала, включающее короткозамкнутую цепь на конце волновода и расположенное позади вышеупомянутого второго штыря, служащее для приема, поворота и отражения сигнала, поляризованного в вышеупомянутой второй плоскости, обратно вдоль вышеупомянутого волновода, так что вышеупомянутый отраженный и повернутый сигнал поляризован в вышеупомянутой первой меридиональной плоскости и принимается вышеупомянутым вторым штырем,
причем вышеупомянутые первый и второй штыри имеют соответствующие первый и второй выходы, выведенные наружу волновода, при этом первый и второй выходы находятся практически в вышеупомянутой первой меридиональной плоскости.
Новым является то, что вышеупомянутое средство отражения и поворота имеет переднюю кромку, ориентированную под углом 45o к вышеупомянутой первой меридиональной плоскости и выполненную таким образом, чтобы обеспечить на ней по крайней мере два участка отражающего ребра, вышеупомянутые участки ребра удалены на различные расстояния от вышеупомянутой короткозамкнутой цепи на конце вышеупомянутого волновода, благодаря чему от каждого из вышеупомянутых участков отражается часть вышеупомянутого второго сигнала для рекомбинации с частью вышеупомянутого второго сигнала, отраженного от вышеупомянутой короткозамкнутой цепи, и получения сигнала, поляризованного в вышеупомянутой первой меридиональной плоскости, который может быть обнаружен вышеупомянутым вторым штырем.
На вышеупомянутых по крайней мере двух участках отражающего ребра предпочтительно выполняются разнесенные ступеньки равной ширины, которые в общем случае ортогональны волноводной оси волновода. В альтернативном варианте на участках отражающего ребра выполняются три разнесенные отражающие кромки равной длины. Кромки могут иметь различную длину.
Удобно, чтобы отражающие кромки были ортогональны оси волновода и отстояли от короткозамкнутой цепи на определенное расстояние для минимизации потерь сигнала в пределах заданной полосы частот.
В соответствии с еще одним вариантом на отражающем ребре может быть выполнена отражающая кромка, неортогональная оси волновода, например наклонная кромка или кривая кромка.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается способ приема по крайней мере двух сигналов с ортогональной поляризацией в частотном диапазоне 10,7-12,75 ГГц в одном волноводе и выполнения двух выходов в единой меридиональной плоскости, причем вышеупомянутый способ включает следующие этапы:
выполнения первого штыря в первой меридиональной плоскости в вышеупомянутом волноводе для приема первого сигнала, поляризованного в вышеупомянутой первой меридиональной плоскости,
выполнения отражающего средства в вышеупомянутом волноводе, расположенного параллельно и позади вышеупомянутого первого штыря, для отражения вышеупомянутого первого сигнала и для пропускания второго сигнала, поляризованного во второй плоскости, ортогональной вышеупомянутой первой меридиональной плоскости,
выполнения второго штыря в вышеупомянутом волноводе, расположенного параллельно и позади отражающего средства, причем вышеупомянутый второй штырь практически ортогонален вышеупомянутой второй плоскости для того, чтобы сигналы, поляризованные в вышеупомянутой второй плоскости, проходили без их приема вышеупомянутым вторым штырем,
выполнения средства отражения и поворота сигнала, расположенного на конце волновода позади вышеупомянутого второго штыря, с короткозамкнутой волноводной секцией, находящейся позади отражающего средства, для приема вышеупомянутого второго сигнала и для отражения вышеупомянутого второго сигнала обратно вдоль волновода в направлении вышеупомянутого второго штыря, причем вышеупомянутое средство поворота и отражения ориентировано под углом 45o к вышеупомянутой первой меридиальной плоскости, вышеупомянутый второй сигнал также поворачивается с тем, чтобы быть поляризованным в вышеупомянутой первой меридиональной плоскости и приниматься вышеупомянутым вторым штырем,
а также вывода выходов первого и второго штырей на внешнюю поверхность волновода, причем выходы располагаются практически в вышеупомянутой первой меридиональной плоскости. Новым является то, что вышеупомянутый способ включает этапы отражения части вышеупомянутого второго сигнала от каждого из вышеупомянутых участков отражающего ребра и части вышеупомянутого второго сигнала от вышеупомянутой короткозамкнутой цепи на конце вышеупомянутого волновода, причем отраженные части сигнала сдвинуты по фазе таким образом, что они рекомбинируют, образуя результирующий сигнал в вышеупомянутой первой меридиональной плоскости для его обнаружения вышеупомянутым вторым штырем.
Краткое описание чертежей
Эти и другие особенности изобретения станут более понятными из последующего описания, приведенного в сочетании с чертежами, на которых:
фиг. 1 - частичный разрез малошумящего приемника с волноводным штыревым устройством, включающим отражающую поворотную пластину в соответствии с предпочтительным вариантом воплощения настоящего изобретения;
фиг. 2 - поперечное сечение волновода, полученное по линии 2-2 на фиг. 1;
фиг. 3a, 3b и 3c - сравнительные диаграммы характеристик поворотной пластины с одиночной отражающей поверхностью и с двумя отражающими поверхностями, где фиг. 3a - график потерь передачи в зависимости от частоты, фиг. 3b - график фазового сдвига сигнала, падающего на переднюю кромку поворотной пластины, относительно короткозамкнутой цепи в зависимости от частоты, а фиг. 3c - график потерь возврата сигнала, в дБ, в зависимости от частоты, а также
фиг. 4a - фиг. 4h - виды сбоку отражающих поворотных пластин с несколькими отражающими поверхностями в соответствии с альтернативными вариантами воплощения изобретения.
Описание предпочтительной реализации изобретения
На фиг. 1 малошумящий приемник, обозначаемый в общем случае ссылочным номером 10, приспособлен для размещения на спутниковой зеркальной антенне способом, хорошо известным на практике. Известно также, малошумящий блок приемника 10 предназначен для приема высокочастотных сигналов, излучаемых антенной космического аппарата, и для обработки этих сигналов с целью получения выходного сигнала, подаваемого по фидеру 12, который, в свою очередь, подключен к спутникову приемно-декодирующему блоку (не показан для ясности чертежа).
Блок приемника 10 содержит волновод 14, который показан в частичном разрезе для того, чтобы были видны внутренние элементы. Волновод является цилиндрическим и выполнен из металла. Волновод имеет переднюю апертуру 16, обращенную в сторону зеркала спутниковой антенны и предназначенную для приема электромагнитного излучения с питающего рупора 18, показанного пунктирной линией, который закреплен на передней стороне волновода. Волновод практически аналогичен описанному в совместно поданной заявке на международный патент WO92/22938. Таким образом, в волноводе в одной меридиональной плоскости размещены первый штырь 20, отражающая стойка 22 и второй штырь 24. Необходимо отметить также, что в данном варианте воплощения отражающая стойка 22 не пересекает весь внутренний диаметр волновода по причинам, изложенным в упоминающейся ранее заявке WO92/ 22938. Выходы штырей 20 и 24 проходят сквозь стенку волновода 26 вдоль одной меридиональной плоскости, обозначенной ссылочным номером 28. Штыри 20 и 24 имеют одинаковую длину, так что выходы лежат вдоль одной меридиональной оси в меридиональной плоскости 28. Расстояния между штырем 20 и отражающей стойкой 22, а также между штырем 24 и отражающей стойкой 22 составляют λ/4, где λ - длина волны сигнала в волноводе.
На заднем конце волновода, который является дальним концом относительно передней апертуры, внутри волновода расположена отражающая и поворачивающая или поворотная пластина 30. Как хорошо видно на фиг. 2, отражающая и поворачивающая пластина ориентирована под углом 45o к штырям 20, 24 и к стойке 22. Дальний конец пластины оканчивается на стенке 32, которая действует как короткозамыкающая цепь, которая подробно будет описана ниже.
Будет показано, что отражающая пластина является тонкой и имеет переднее ребро, выполненное из двух ступенчатых кромок 34a, 34b равной длины и примерно одинаковой толщины. Ступенчатые кромки 34a, 34b ортогональны оси волновода. Ступенька 34a находится дальше от короткозамкнутой цепи 32, чем ступенька 34b. Ясно, что при таком расположении получаются две отражающие кромки на переднем краю отражающей пластины, находящиеся на разных расстояниях от стенки 32.
В процессе функционирования сигналы со спутниковой антенны попадают в волновод 14 через рупор 18 и апертуру 16 и в соответствии с хорошо известными правилами передаются вдоль волновода 14. Сигналы, передаваемые космическим аппаратом, содержат два набора сигналов, имеющих ортогональную поляризацию и находящихся в одном спектральном диапазоне, причем эти сигналы могут быть представлены векторами V1 и V2, которые соответствуют сигналам, поляризованным в вертикальной и горизонтальной плоскостях, соответственно. По мере следования сигналов вдоль волновода вертикально поляризованный сигнал V1 принимается первым штырем 20, который, за счет того, что он находится на расстоянии λ/4 от отражающей стойки 22, располагается в максимуме поля благодаря этому имеет оптимальное согласование. Штырь 20 не оказывает влияния на горизонтально поляризованный сигнал V2, который продолжает распространяться вдоль волновода.
Так как отражающая стойка ориентирована вертикально, сигнал V2 не отражается стойкой, продолжает проходить вдоль волновода 14 и по той же причине проходит и второй штырь 24. После того, как горизонтально поляризованный сигнал V2 проходит по волноводу, он падает на ступенчатое ребро 34a, 34b тонкой поворотной металлической пластины 30, толщина которой составляет около 1-1,5 мм. Когда горизонтально поляризованный сигнал V2 падает на пластину 30, одна из составляющих сигнала V2p, параллельная пластине падает на кромки 34a, 34b, при этом первая часть составляющей отражается кромкой 34a, а вторая часть отражается кромкой 34b. Ортогональная к V2p составляющая V20 отражается короткозамкнутой цепью 32 с тыльной стороны пластины и поворачивается на 180o, что показано вектором V20R на фиг. 2 пунктирной линией. Удаление ступеньки 34a от короткозамкнутой цепи 32 соответствует четверти длины волны (λ1/4) (первой частоты f1, близкой к нижней границе частотного диапазона ИСЗ Astra, а расстояние ступеньки 34b от короткозамкнутой цепи 32b соответствует длине волны (λ2/4) частоты f2 верхней границы частотного диапазона. Сигналы, отраженные кромками 34a, 34b, находятся не в фазе и отображаются сдвинутыми по фазе векторами V2PRa, V2PRb. Отраженный сигнал (V20R) рекомбинирует с сигналами, отраженными короткозамкнутой цепью, в результате чего формируется рекомбинированный вектор V2RCOMB, показанный пунктирной линией, в плоскости штырей 20, 24. Затем отраженный и рекомбинированный сигнал, обозначенный вектором V2RCOMB, проходит в направлении штыря 24 в меридиональной плоскости, в которой осуществляется прием штырем 24, и выдается на выход штыря. Штырь 24 удален от стойки 22 на четверть длины волны, что обеспечивает нахождение штыря в максимуме поля и, соответственно, оптимальное согласование штыря.
Ясно, что при такой конструкции суммарный сигнал, принимаемый штырем 24, состоит из комбинации отраженного и повернутого сигналов, и так как составляющие сигналов от кромок 34a, 34b не находятся в фазе, то амплитуда при рекомбинации в некоторых случаях может быть меньше, чем амплитуда при одиночной прямой отражающей кромке, ранее известной на практике. Снижение амплитуды сигнала не является значительным. Однако развязка, обеспечиваемая таким волноводом со ступенчатой отражающей поворотной пластиной, практически не отличается от той, что описана в упоминавшейся выше публикации заявителей WO92/22938.
При такой конструкции ясно, что на различных частотах передаваемого сигнала расстояние между различными ступеньками и короткозамкнутой цепью более точно соответствует конкретным длинам волны. Таким образом, волновод является настраиваемым путем выбора расстояния ступеньки 34a от короткозамкнутой цепи 32, равным λ/4, где λМ соответствует частоте нижней границы частотного диапазона, например, 11,0 ГГц, а ступенька 34b размещается на расстоянии, соответствующем длине волны на наиболее высокой частоте, например, 12,2 ГГц. Перекрытие такого диапазона в одном волноводе при помощи ранее описанных известных волновода и поворотной пластины не представляется возможным, из-за единственного расстояния передней кромки от короткозамкнутой цепи, соответствующего четверти волны единственной частоты. Таким образом, ступенчатая конструкция, показанная на фиг. 1 и фиг. 2, позволяет использовать малошумящий блок для приема более широкого диапазона частот; ширина полосы пропускания детектора соответственно увеличивается. При этом, однако, возникают некоторые потери в амплитуде сигнала, которые, тем не менее, являются пренебрежимо малыми в данном приложении.
На фиг. 3a, b, с показаны сравнительные характеристики волновода с отражателем с одиночным ребром, ранее известного на практике, и волновода с двухступенчатой отражающей пластиной, показанной на фиг. 1 и фиг. 2. Двухступенчатая пластина имеет ширину 18,5 мм (ширина волновода 14), первая ступенька 34а удалена на расстоянии 15,1 мм от короткозамкнутой цепи 32, а вторая ступенька 34b удалена на 7 мм от короткозамкнутой цепи. Длина каждой ступеньки составляет 9,25 мм, а толщина пластины 30 примерно равняется 1 мм.
На фиг. 3a показаны потери передачи (в дБ) в зависимости от частоты, причем на графиках показаны стрелки, ограничивающие частотный диапазон ИСЗ Astra и соответствующие частотам 10,7 и 12,75 ГГц. Видно, что характеристики одиночного отражателя ухудшаются по мере приближения к нижней, и в особенности, к верхней границе частотного диапазона. Потери в 2 дБ вблизи верхней границы являются чрезмерно большими. В отличие от этого видно, что потери для двухступенчатой пластины не превышают 1 дБ и достигают еще меньшего значения в центре частотного диапазона.
Аналогично на фиг. 3b показано, что отклонение фазового сдвига от 180o для частот выше средней частоты в случае двухступенчатой пластины меньше, чем в случае одноступенчатой пластины, а это означает, что большее число сигналов будет объединяться с нужной фазой в пределах частотного диапазона.
На фиг. 3c показан график потерь возврата сигнала (в дБ) в зависимости от частоты, на котором видно, что минимальные потери сигнала приходятся на одной частоте для одиночной пластины, причем эта частота соответствует такой длине волн, при которой λ/4 равняется расстоянию ребра от короткозамкнутой цепи. В отличие от этого характеристики двухступенчатой пластины таковы, что минимальные сигналы отмечаются на другой частоте и что минимальные потери возврата отмечаются в более широком диапазоне частот, причем вблизи верхней границы частотного диапазона отмечается улучшение этой характеристики по сравнению со случаем отражателя из одиночной пластины по меньшей мере на 5 дБ.
На фиг. 4a-h изображены виды сбоку альтернативных вариантов конструкции отражающей поворотной пластины. Видно, что, как показано на фиг. 4a, может использоваться поворотная пластина с тремя ступеньками или пластина с четырьмя ступеньками, показанная на фиг. 4b. Кроме того, ясно, что могут быть изготовлены различные отражающие пластины путем механической обработки поворотной пластины путем придания ей Е-образного профиля, как это показано на фиг. 4c. Такой Е-образный профиль может быть выполнен в виде углубленных выемок, показанных на фиг. 4d. Ясно также, что отражающие поверхности не обязательно должны быть ортогональным оси волновода. Передняя кромка может представлять собой наклонное ребро, как это показано на фиг. 4e, или изогнутое ребро, приведенное на фиг. 4f. Отражающие ребра могут представлять собой комбинацию ортогональных или наклонных кромок, или кривых, показанных на фиг. 4g или 4h. В другом варианте воплощения отражающая стойка может также проходить сквозь все внутреннее пространство волновода; волновод удовлетворительно функционирует и в случае такой конструкции.
Отметим, что основное преимущество настоящего изобретения заключается в том, что отражающая пластина позволяет использовать МШБ в гораздо более широком диапазоне частот, чем МШБ, ранее известные на практике. Соответственно, одиночный МШБ может быть использован для обнаружения сигналов в пределах всех используемых в настоящее время спутниковых диапазонов частот от 10,7 до 12,75 ГГц. Еще одно преимущество приведенной конструкции состоит в том, что в ней могут использоваться существующие способы изготовления и она допускает выбор подходящей пластины, которая будет отлита внутри волновода. Способ может применяться также и в других диапазонах частот за пределами рабочего диапазона ИСЗ Astra.

Claims (7)

1. Волноводное устройство, в которое поступают, по крайней мере, два ортогональных поляризованных сигнала, передаваемых далее по волноводу (14), содержащее первый штырь (20), выполненный проходящим сквозь стенку волновода (14) внутрь волновода (14) в первой меридиональной плоскости (28), причем вышеупомянутый первый штырь (20) служит для приема первого сигнала, поляризованного в вышеупомянутой первой меридиональной плоскости (28), отражающее средство (22), выполненное выходящим из стенки (26) волновода (14) и расположенное позади вышеупомянутого первого штыря (20) вдоль волновода (14), при этом оно лежит в вышеупомянутой первой меридиональной плоскости и служит для отражения сигналов, поляризованных в вышеупомянутой первой меридиональной плоскости (28), обратно к вышеупомянутому первому штырю (20) и для пропускания сигналов, поляризованных во второй плоскости, ортогональной вышеупомянутой первой меридиональной плоскости (28), второй штырь (24), расположенный позади отражающего средства (22), проходящий сквозь вышеупомянутую стенку (26) вышеупомянутого волновода (14) внутрь вышеупомянутого волновода (14) и лежащий в вышеупомянутой первой меридиональной плоскости (28), и средство отражения и поворота сигнала (30), включающее короткозамкнутую цепь (32) на конце волновода (14), расположенное позади вышеупомянутого второго штыря (24) и служащее для приема, поворота и отражения сигнала, поляризованного в вышеупомянутой второй плоскости, обратно вдоль вышеупомянутого волновода (14), так что вышеупомянутый отраженный и повернутый сигнал поляризован в вышеупомянутой первой меридиональной плоскости и принимается вышеупомянутым вторым штырем (24), причем вышеупомянутые первый и второй штыри (20, 24) имеют соответствующие первый и второй выходы, выведенные наружу волновода (14), при этом первый и второй выходы находятся практически в вышеупомянутой первой меридиональной плоскости (28), а вышеупомянутое средство отражения и поворота (30) имеет переднюю кромку, ориентированную под углом 45o к вышеупомянутой первой меридиональной плоскости, отличающееся тем, что эта кромка выполнена так, чтобы обеспечить на ней, по крайней мере, два участка отражающего ребра (34a, 34b), причем вышеупомянутые участки отражающего ребра (34a, 34b) удалены на различные расстояния от вышеупомянутой короткозамкнутой цепи (32) на конце вышеупомянутого волновода (14), благодаря чему от каждого из вышеупомянутых участков (34a, 34b) отражается часть вышеупомянутого второго сигнала для рекомбинации с частью вышеупомянутого второго сигнала, отраженного от вышеупомянутой короткозамкнутой цепи (32), и получения сигнала, поляризованного в вышеупомянутой первой меридиональной плоскости, который может быть обнаружен вышеупомянутым вторым штырем (24).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на вышеупомянутых, по крайней мере, двух участках отражающего ребра (34a, 34b) выполнены разнесенные ступеньки равной ширины, передняя кромка которых ортогональна оси волновода.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на участках отражающего ребра (34a, 34b) выполнены три разнесенные отражающие кромки равной длины.
4. Устройство по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что участки отражающего ребра (34a, 34b) имеют разную длину.
5. Устройство по любому из пп.1 - 4, отличающееся тем, что участки отражающего ребра (34a, 34b) ортогональны оси волновода и отстоят от короткозамкнутой цепи (32) на определенное расстояние для минимизации потерь сигнала в пределах заданной полосы частот.
6. Устройство по любому из пп.1 - 4, отличающееся тем, что на участках отражающего ребра выполнена кромка, неортогональная оси волновода.
7. Способ приема, по крайней мере, двух сигналов с ортогональной поляризацией в частотном диапазоне 17,7 - 12,75 ГГц в одном волноводе (14) и выполнения двух выходов в единой меридиональной плоскости, содержащий следующие этапы: выполнение первого штыря (20) в первой меридиональной плоскости в вышеупомянутом волноводе (14) для приема первого сигнала, поляризованного в вышеупомянутой первой меридиональной плоскости, выполнение отражающего средства (22) в вышеупомянутом волноводе, расположенного параллельно и позади вышеупомянутого первого штыря (20), для отражения вышеупомянутого первого сигнала и для пропускания второго сигнала, поляризованного во второй плоскости, ортогональной вышеупомянутой первой меридиональной плоскости, выполнение второго штыря (24) в вышеупомянутом волноводе (14), расположенного параллельно и позади отражающего средства (22), причем вышеупомянутый второй штырь (24) практически ортогонален вышеупомянутой второй плоскости для того, чтобы сигналы, поляризованные в вышеупомянутой второй плоскости, проходили без их приема вышеупомянутым вторым штырем (24), выполнение средства отражения и поворота сигнала (30), расположенного на конце волновода (14) позади вышеупомянутого второго штыря (24), с короткозамкнутой волноводной цепью (32), находящейся позади средства отражения и поворота сигнала (30), для приема вышеупомянутого второго сигнала и для поворота и отражения вышеупомянутого второго сигнала обратно вдоль волновода (14) в направлении вышеупомянутого второго штыря (24), причем вышеупомянутое средство отражения и поворота сигнала (30) ориентировано под углом 45o к вышеупомянутой первой меридиональной плоскости, а вышеупомянутый второй сигнал также поворачивается с тем, чтобы быть поляризованным в вышеупомянутой первой меридиональной плоскости и приниматься вышеупомянутым вторым штырем (24), а также вывод выходов первого и второго штырей (20, 24) на внешнюю поверхность волновода (14), причем выходы располагаются практически в вышеупомянутой первой меридиональной плоскости, отличающийся тем, что вышеупомянутый способ включает этапы отражения части вышеупомянутого второго сигнала от каждого из вышеупомянутых участков отражающего ребра (34a, 34b) и части вышеупомянутого второго сигнала от вышеупомянутой короткозамкнутой цепи (32) на конце вышеупомянутого волновода (14), причем отраженные части сигнала сдвинуты по фазе таким образом, что они рекомбинируют, образуя результирующий сигнал в вышеупомянутой первой меридиональной плоскости для его обнаружения вышеупомянутым вторым штырем (24).
RU97116831/09A 1995-03-11 1996-02-15 Двухполяризационное волноводное устройство и способ приема сигналов RU2154880C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9504986.2 1995-03-11
GBGB9504986.2A GB9504986D0 (en) 1995-03-11 1995-03-11 Improved dual polarisation waveguide probe system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU97116831A RU97116831A (ru) 1999-08-20
RU2154880C2 true RU2154880C2 (ru) 2000-08-20

Family

ID=10771086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97116831/09A RU2154880C2 (ru) 1995-03-11 1996-02-15 Двухполяризационное волноводное устройство и способ приема сигналов

Country Status (9)

Country Link
US (1) US5977844A (ru)
EP (1) EP0815611B1 (ru)
AT (1) ATE180361T1 (ru)
AU (1) AU4671096A (ru)
DE (1) DE69602526T2 (ru)
ES (1) ES2131391T3 (ru)
GB (1) GB9504986D0 (ru)
RU (1) RU2154880C2 (ru)
WO (1) WO1996028857A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2526714C2 (ru) * 2012-10-29 2014-08-27 Открытое акционерное общество "Радиофизика" Поляризатор
RU2655033C1 (ru) * 2017-07-06 2018-05-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" Малогабаритный двухполяризационный волноводный излучатель фазированной антенной решетки с высокой развязкой между каналами

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020153962A1 (en) 1996-09-09 2002-10-24 Baird Andrew Patrick Waveguide for use in dual polarisation probe system
GB9900411D0 (en) 1999-01-08 1999-02-24 Cambridge Ind Ltd Multi-frequency antenna feed
US20040130406A1 (en) * 1999-05-17 2004-07-08 Channel Master Limited Waveguide polarization rotator
GB9911449D0 (en) * 1999-05-17 1999-07-14 Cambridge Ind Ltd Waveguide rotator system
DE19922709A1 (de) * 1999-05-18 2000-12-21 Bosch Gmbh Robert Polarisationsweiche
US7239284B1 (en) * 2003-10-31 2007-07-03 Staal Michael B Method and apparatus for stacked waveguide horns using dual polarity feeds oriented in quadrature
DE102007025226A1 (de) 2007-05-31 2008-12-04 Kathrein-Werke Kg Speisesystem insbesondere zum Empfang von über Satellit ausgestrahlten Fernseh- und/oder Rundfunkprogrammen
GB201202717D0 (en) * 2012-02-17 2012-04-04 Pro Brand International Europ Ltd Apparatus for use in the receipt and/or transmission of data signals
CN105071006B (zh) * 2015-08-31 2017-09-29 北京遥测技术研究所 一种新型正交模耦合器
US10948293B2 (en) * 2017-05-23 2021-03-16 Omnitek Partners Llc Polarized radio frequency (RF) roll, pitch and yaw angle sensors and orientation misalignment sensors

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1188267A (fr) * 1957-12-12 1959-09-21 Thomson Houston Comp Francaise Dispositif de jonction entre guides d'ondes de sections rectangulaires et circulaires
US3327250A (en) * 1964-11-16 1967-06-20 Technical Appliance Corp Multi-mode broad-band selective coupler
JPS6038881B2 (ja) * 1978-02-27 1985-09-03 日本電気株式会社 偏分波装置
US4167715A (en) * 1978-06-22 1979-09-11 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Wideband polarization coupler
GB2076229B (en) * 1980-05-01 1984-04-18 Plessey Co Ltd Improvements in or relating to apparatus for microwave signal processing
FR2615038A1 (fr) * 1987-05-05 1988-11-10 Vidal Paul Duplexeur a guide d'onde en particulier pour des antennes d'emission et/ou de reception d'ondes electromagnetiques
JPH0229001A (ja) * 1988-07-18 1990-01-31 Nec Corp 偏分波器
GB9113090D0 (en) * 1991-06-18 1991-08-07 Cambridge Computer Dual polarisation waveguide probe system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2526714C2 (ru) * 2012-10-29 2014-08-27 Открытое акционерное общество "Радиофизика" Поляризатор
RU2655033C1 (ru) * 2017-07-06 2018-05-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" Малогабаритный двухполяризационный волноводный излучатель фазированной антенной решетки с высокой развязкой между каналами

Also Published As

Publication number Publication date
WO1996028857A1 (en) 1996-09-19
DE69602526D1 (de) 1999-06-24
ATE180361T1 (de) 1999-06-15
ES2131391T3 (es) 1999-07-16
EP0815611B1 (en) 1999-05-19
EP0815611A1 (en) 1998-01-07
DE69602526T2 (de) 2000-01-20
US5977844A (en) 1999-11-02
GB9504986D0 (en) 1995-04-26
AU4671096A (en) 1996-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9960495B1 (en) Integrated single-piece antenna feed and circular polarizer
US5305001A (en) Horn radiator assembly with stepped septum polarizer
US4141015A (en) Conical horn antenna having a mode generator
RU2154880C2 (ru) Двухполяризационное волноводное устройство и способ приема сигналов
US4847574A (en) Wide bandwidth multiband feed system with polarization diversity
JP2533985B2 (ja) 半球状ビ―ムの双円錐アンテナ
US2253501A (en) Resonant antenna system
EP0390350B1 (en) Low cross-polarization radiator of circularly polarized radiation
RU2107361C1 (ru) Устройство и способ приема по меньшей мере двух поляризованных в ортогональной плоскости сигналов и блок-приемник
US11545757B2 (en) Dual end-fed broadside leaky-wave antenna
JPH0147044B2 (ru)
JP2001237602A (ja) 二周波数帯衛星受信用コンバータ
US4199764A (en) Dual band combiner for horn antenna
US6094175A (en) Omni directional antenna
WO1988010013A2 (en) Microwave multiplexer with multimode filter
US3560976A (en) Feed system
JPH08191204A (ja) リッジ導波管空洞フィルタ
EP0564266B1 (en) Circular polarization apparatus for micro wave antenna
US4885556A (en) Circularly polarized evanescent mode radiator
JP2825261B2 (ja) 同軸ホーンアンテナ
US5216433A (en) Polarimetric antenna
RU2052878C1 (ru) Широкополосная антенная решетка
RU2071155C1 (ru) Облучатель параболической антенны
JP4053928B2 (ja) 円−矩形導波管変換器、直交偏波分離用分波器、一次放射器、給電部及びアンテナ
JPS5822881B2 (ja) タシユウハキヨウヨウ パラボラアンテナ

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040216