RU2626055C1 - Гибкий круглый гофрированный одномодовый волновод - Google Patents
Гибкий круглый гофрированный одномодовый волновод Download PDFInfo
- Publication number
- RU2626055C1 RU2626055C1 RU2016136767A RU2016136767A RU2626055C1 RU 2626055 C1 RU2626055 C1 RU 2626055C1 RU 2016136767 A RU2016136767 A RU 2016136767A RU 2016136767 A RU2016136767 A RU 2016136767A RU 2626055 C1 RU2626055 C1 RU 2626055C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waveguide
- mode
- corrugation
- depth
- pipe
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P11/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing waveguides or resonators, lines, or other devices of the waveguide type
- H01P11/001—Manufacturing waveguides or transmission lines of the waveguide type
- H01P11/002—Manufacturing hollow waveguides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
- H01P3/12—Hollow waveguides
- H01P3/123—Hollow waveguides with a complex or stepped cross-section, e.g. ridged or grooved waveguides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
- H01P3/12—Hollow waveguides
- H01P3/14—Hollow waveguides flexible
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
- H01P3/12—Hollow waveguides
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
- Waveguides (AREA)
Abstract
Изобретение относится к радиотехнике, в частности к линиям передачи высокочастотной энергии. Гибкий гофрированный одномодовый волновод представляет собой трубу из токопроводящего материала круглого сечения с кольцевыми гофрами, расположенными вдоль продольной оси волновода. Размеры трубы выбраны в пределах 0,785≤R/λн≤0,95; 0,354≤а/λн≤0,38; 0,524≤Т/λн≤0,533; 0,2≤b/T≤0,5; где R - внешний максимальный радиус трубы; λн - длина волны, соответствующая нижней частоте одномодового диапазона для моды EH11; a - глубина гофра; T - период следования гофра; b - ширина выемки гофра на половине его глубины. Технический результат - снижение потерь при сохранении гибкости волновода. 8 ил.
Description
Изобретение относится к технике СВЧ, а именно к линиям передачи высокочастотной энергии предпочтительно в диапазонах Кu, Ka, Q, U, Е.
Известен круглый диафрагмированный волновод (Parini C.G., Clarricoats P.J.В., Olver A.D. Single-mode operation of low-attenuation corrugated waveguide. Electronic Letters. 1977, v. 13, №1, pp. 16-17), представляющий собой прямолинейную круглую металлическую трубу, внутри которой расположены кольцевые диафрагмы. При выборе определенных соотношений геометрических размеров элементов конструкции такого волновода в нем образуется импедансная структура, обеспечивающая распространение гибридной волны ЕН11 в одномодовом режиме с аномально малыми потерями.
Однако на основе такого волновода невозможно создать гибкий фидерный тракт.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является техническое решение, известное из статьи Альховский Э.А., Ильинский А.С. Численные исследования постоянных распространения симметричных волн в круглом гофрированном волноводе // Радиотехника и электроника. 1979 г., том XXIV, стр. 1684-1685 и патента US 4429290. Данное решение представляет собой круглый гофрированный гибкий волновод с плавной формой гофра для распространения моды TE01.
Однако такой волновод не может быть использован в качестве двухполяризационного волновода.
Техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в создании гибкого круглого гофрированного волновода с плавным характером изменения поперечных размеров вдоль продольной оси и с соотношением размеров, обеспечивающих наряду с требуемыми механическими характеристиками одномодовый режим распространения гибридной волны ЕН11 с малыми потерями.
Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение потерь при повышении допустимой мощности передаваемого сигнала по сравнению с регулярными одномодовыми прямоугольным и круглым волноводами при обеспечении двухполяризационного режима распространения рабочей волны ЕН11 и при сохранении гибкости волновода.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в гибком круглом гофрированном одномодовом волноводе, представляющем собой трубу из токопроводящего материала круглого сечения с кольцевыми гофрами, расположенными вдоль продольной оси волновода, размеры трубы выбраны в пределах
0,785≤R/λн≤0,95;
0,354≤a/λн≤0,38;
0,524≤T/λн≤0,533;
0,2≤b/T≤0,5;
где R - внешний максимальный радиус трубы;
λн - длина волны, соответствующая нижней частоте одномодового диапазона для моды ЕН11;
а - глубина гофра;
Т - период следования гофра;
b - ширина выемки гофра на половине его глубины.
При этих значениях геометрических параметров гофрированного волновода в рабочем диапазоне длин волн от λн до λв, соответствующих нижней и верхней границам одномодового диапазона, единственной распространяющейся модой является ЕН11.
Сущность заявляемого изобретения поясняется с помощью фиг. 1-8, на которых изображено:
на фиг. 1 - продольный разрез заявляемого волновода;
на фиг. 2 - зависимости коэффициента перекрытия и значений геометрических параметров волновода, нормированных к максимальной граничной длине волны одномодового диапазона, от величины b/Т;
на фиг. 3 - зависимости нормированного коэффициента затухания от величины b/Т;
на фиг. 4 - результаты расчета коэффициента фазы β и коэффициента затухания α для примера конструкции волновода А;
на фиг. 5 - результаты расчета коэффициента фазы β для примера конструкции волновода Б;
на фиг. 6 - результаты расчета коэффициента фазы β для примера конструкции волновода В;
на фиг. 7 - результаты расчета коэффициента фазы β для примера конструкции волновода при a/R=0,3; T/R=0,34; b/Т=0,2;
на фиг. 8 - результаты расчета коэффициента фазы β для примера конструкции волновода при а/λн=0,46; T/R=0,71; b/Т=0,2.
От величины b/Т зависят как механические характеристики гофрированного волновода, т.е. гибкость, технологические ограничения при производстве и т.д., так и его электрические параметры, т.е. критические частоты и частоты запирания типов волн, значения их коэффициентов фазы и затухания и т.д.
Представленные на фиг. 3 зависимости нормированного коэффициента затухания к верхнему и нижнему значению длины волны на частотах, ограничивающих одномодовый режим, и на частоте, соответствующей минимальному значению коэффициента затухания, показывают, что коэффициент затухания уменьшается при приближении формы гофра к прямоугольной. Уменьшение коэффициента затухания может быть достигнуто за счет уменьшения диапазона частот.
Для примера на фиг. 4, 5 и 6 приведены результаты расчета коэффициента фазы β нескольких типов волн и коэффициента затухания α типа волны ЕН11 для круглого гофрированного волновода с геометрическими размерами, соответствующими трем вариантам (А, Б, В) значений.
На фиг. 4 приведены результаты расчета варианта А.
Абсолютные размеры волновода соответствуют значениям: R=5,0 мм, Т=3,34 мм, а=2,25 мм при b/Т=0,2, что соответствует относительным размерам R/λн=0,785, Т/λн=0,524, а/λн=0,353 для нижней частоты одномодового диапазона fн=47,1 ГГц. Из графика (фиг. 4) видно, что существует полоса частот от fн=47,1 ГГц до fв=50,63 ГГц, в пределах которой единственным распространяющимся типом волны является ЕН11. Коэффициент затухания α волны ЕН11 в одномодовом диапазоне частот изменяется от 0,8 дБ/м на fн=47,7 ГГц до 0,6 дБ/м на частоте fв=50,05 ГГц. Для сравнения, коэффициент затухания α волны Н10 в одномодовом прямоугольном волноводе типа WR-22 составляет 1,6 дБ/м на частоте fн=47,7 ГГц и 1,35 дБ/м на частоте fв=50,05 ГГц.
На фиг. 5 приведены результаты расчета варианта Б.
Абсолютные размеры волновода соответствуют значениям: R=5,0 мм, T=3,34 мм, а=2,25 мм при b/Т=0,2, что соответствует относительным размерам R/λн=0,785, Т/λн=0,524, а/λн=0,354 для нижней частоты одномодового диапазона fн=47,7 ГГц. От fн=47,7 ГГц до fв=51,27 ГГц волна ЕН11 распространяется в одномодовом режиме.
На фиг. 6 приведены результаты расчета варианта В.
Абсолютные размеры волновода соответствуют значениям: R=5,0 мм, T=2,8 мм, а=2,0 мм при b/Т=0,5, что соответствует относительным размерам R/λн=0,95, Т/λн=0,533, а/λн=0,38 для нижней частоты одномодового диапазона fн=52,04 ГГц. В пределах полосы частот от fн=52,04 ГГц до fв=56,35 ГГц единственным распространяющимся типом волны является ЕН11.
При величинах параметров гофра, лежащих за пределами заявляемых интервалов геометрических размеров волновода, волна ЕН11 распространяется либо в многомодовом режиме, как, например, для случая при R=5,0 мм, Т=1,7 мм, а=1,52 мм при b/Т=0,2, что соответствует относительным размерам a/R=0,3 и T/R=0,34 (фиг. 7), либо как, например, при R=5,0 мм, Т=3,55 мм, а=2,3 мм при b/Т=0,2, что соответствует относительным размерам а/λн=0,46 и T/R=0,71 (фиг. 8), волна ЕН11 распространяется в узком частотном диапазоне с высоким уровнем погонных потерь.
Заявляемое устройство может быть изготовлено следующим образом.
Трубка из токопроводящего материала - металла, сплава из нескольких металлов, биметаллического состава или токопроводящего пластика - в соответствующей матрице подвергается гидроформованию, за счет чего трубка приобретает заданную форму. Заготовка получает требуемые геометрические размеры, обеспечивающие свойства гибкого круглого гофрированного одномодового волновода.
Claims (10)
- Гибкий гофрированный одномодовый волновод, представляющий собой трубу из токопроводящего материала круглого сечения с кольцевыми гофрами, расположенными вдоль продольной оси волновода, отличающийся тем, что размеры трубы выбраны в пределах
- 0,785≤R/λн≤0,95;
- 0,354≤а/λн≤0,38;
- 0,524≤Т/λн≤0,533;
- 0,2≤b/T≤0,5;
- где R - внешний максимальный радиус трубы;
- λн - длина волны, соответствующая нижней частоте одномодового диапазона для моды ЕН11;
- а - глубина гофра;
- T - период следования гофра;
- b - ширина выемки гофра на половине его глубины.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016136767A RU2626055C1 (ru) | 2016-09-14 | 2016-09-14 | Гибкий круглый гофрированный одномодовый волновод |
PCT/RU2017/000139 WO2018052335A1 (ru) | 2016-09-14 | 2017-03-17 | Гибкий круглый гофрированный одномодовый волновод |
DE212017000216.6U DE212017000216U1 (de) | 2016-09-14 | 2017-03-17 | Flexibler runder Einzelmode-Wellenhohlleiter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016136767A RU2626055C1 (ru) | 2016-09-14 | 2016-09-14 | Гибкий круглый гофрированный одномодовый волновод |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2626055C1 true RU2626055C1 (ru) | 2017-07-21 |
Family
ID=59495906
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016136767A RU2626055C1 (ru) | 2016-09-14 | 2016-09-14 | Гибкий круглый гофрированный одномодовый волновод |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE212017000216U1 (ru) |
RU (1) | RU2626055C1 (ru) |
WO (1) | WO2018052335A1 (ru) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11901601B2 (en) | 2020-12-18 | 2024-02-13 | Aptiv Technologies Limited | Waveguide with a zigzag for suppressing grating lobes |
US11444364B2 (en) | 2020-12-22 | 2022-09-13 | Aptiv Technologies Limited | Folded waveguide for antenna |
US20220256685A1 (en) * | 2021-02-09 | 2022-08-11 | Aptiv Technologies Limited | Formed Waveguide Antennas of a Radar Assembly |
US11962085B2 (en) | 2021-05-13 | 2024-04-16 | Aptiv Technologies AG | Two-part folded waveguide having a sinusoidal shape channel including horn shape radiating slots formed therein which are spaced apart by one-half wavelength |
US11616282B2 (en) | 2021-08-03 | 2023-03-28 | Aptiv Technologies Limited | Transition between a single-ended port and differential ports having stubs that match with input impedances of the single-ended and differential ports |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2576835A (en) * | 1946-12-31 | 1951-11-27 | Bell Telephone Labor Inc | Flexible wave guide |
US2751561A (en) * | 1950-12-20 | 1956-06-19 | Bell Telephone Labor Inc | Wave-guide mode discriminators |
US2991434A (en) * | 1947-05-31 | 1961-07-04 | Cooperative Ind Inc | Wave guides for propagation of high frequency wave energy |
US3372352A (en) * | 1967-07-24 | 1968-03-05 | Telefunken Patent | Waveguide |
US3938244A (en) * | 1972-12-14 | 1976-02-17 | Andrew Corporation | Continuous corrugated waveguide and method of producing the same |
US3974467A (en) * | 1974-07-30 | 1976-08-10 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Long flexible waveguide |
US4429290A (en) * | 1979-10-29 | 1984-01-31 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Flexi-bend corrugated waveguide |
US4906951A (en) * | 1989-02-15 | 1990-03-06 | United States Department Of Energy | Birefringent corrugated waveguide |
SU1583999A1 (ru) * | 1988-06-27 | 1990-08-07 | Войсковая Часть 25871 | Гибкий волновод |
US4956620A (en) * | 1989-07-17 | 1990-09-11 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Waveguide mode converter and method using same |
US6559742B2 (en) * | 2001-03-27 | 2003-05-06 | Space Systems/Loral, Inc. | Flexible waveguide with rounded corrugations |
-
2016
- 2016-09-14 RU RU2016136767A patent/RU2626055C1/ru not_active IP Right Cessation
-
2017
- 2017-03-17 WO PCT/RU2017/000139 patent/WO2018052335A1/ru active Application Filing
- 2017-03-17 DE DE212017000216.6U patent/DE212017000216U1/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2576835A (en) * | 1946-12-31 | 1951-11-27 | Bell Telephone Labor Inc | Flexible wave guide |
US2991434A (en) * | 1947-05-31 | 1961-07-04 | Cooperative Ind Inc | Wave guides for propagation of high frequency wave energy |
US2751561A (en) * | 1950-12-20 | 1956-06-19 | Bell Telephone Labor Inc | Wave-guide mode discriminators |
US3372352A (en) * | 1967-07-24 | 1968-03-05 | Telefunken Patent | Waveguide |
US3938244A (en) * | 1972-12-14 | 1976-02-17 | Andrew Corporation | Continuous corrugated waveguide and method of producing the same |
US3974467A (en) * | 1974-07-30 | 1976-08-10 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Long flexible waveguide |
US4429290A (en) * | 1979-10-29 | 1984-01-31 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Flexi-bend corrugated waveguide |
SU1583999A1 (ru) * | 1988-06-27 | 1990-08-07 | Войсковая Часть 25871 | Гибкий волновод |
US4906951A (en) * | 1989-02-15 | 1990-03-06 | United States Department Of Energy | Birefringent corrugated waveguide |
US4956620A (en) * | 1989-07-17 | 1990-09-11 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Waveguide mode converter and method using same |
US6559742B2 (en) * | 2001-03-27 | 2003-05-06 | Space Systems/Loral, Inc. | Flexible waveguide with rounded corrugations |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018052335A1 (ru) | 2018-03-22 |
DE212017000216U1 (de) | 2019-07-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2626055C1 (ru) | Гибкий круглый гофрированный одномодовый волновод | |
CN101944658A (zh) | 介质天线 | |
JPH0388401A (ja) | 半可撓性二重リッジ導波管 | |
US20150022287A1 (en) | Wave Mode Converter | |
CN103197374B (zh) | 基于复合周期结构的平面双波段表面等离激元波导 | |
US2567210A (en) | Ultra-high-frequency attenuator | |
US7468641B2 (en) | Microwave bandstop filter for an output multiplexer | |
CN107565200B (zh) | 用于回旋行波管高频输出的抑制器 | |
CA2486792A1 (en) | Horn antenna combining horizontal and vertical ridges | |
MX2019005222A (es) | Disposicion de medicion de microondas para determinar la carga de un flujo de dos fases. | |
Munir et al. | Rectangular to circular waveguide converter for microwave devices characterization | |
JP6391415B2 (ja) | 導波管帯域阻止フィルタ | |
JP2009267692A (ja) | 共振器、導波管フィルタ | |
US20150263399A1 (en) | Millimeter waveband filter | |
JP6219324B2 (ja) | 平面伝送線路導波管変換器 | |
US20110018435A1 (en) | Mode-selective interactive structure for gyrotrons | |
US9627733B2 (en) | Millimeter waveband filter | |
US3146414A (en) | Tapered waveguide transition section with dielectric sleeve positioned to reduce coupling between te circular modes | |
JP2009267540A (ja) | 導波管フィルタ | |
RU158942U1 (ru) | Волноводный свч-фильтр | |
RU2583062C1 (ru) | Волноводный фильтр нижних частот | |
RU2517397C1 (ru) | Волноводный фильтр верхних частот | |
RU141254U1 (ru) | Согласующий переход между прямоугольным волноводом и прямоугольным волноводом с т-ребром | |
Gohil et al. | Corrugated horn antennas: a review | |
RU2663306C1 (ru) | Преобразователь поляризации |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190915 |