RU2626726C1 - Компактная 90-градусная скрутка в прямоугольном волноводе - Google Patents
Компактная 90-градусная скрутка в прямоугольном волноводе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2626726C1 RU2626726C1 RU2016128438A RU2016128438A RU2626726C1 RU 2626726 C1 RU2626726 C1 RU 2626726C1 RU 2016128438 A RU2016128438 A RU 2016128438A RU 2016128438 A RU2016128438 A RU 2016128438A RU 2626726 C1 RU2626726 C1 RU 2626726C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waveguide
- polarisation
- compact
- horizontal
- polarization
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/02—Bends; Corners; Twists
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/165—Auxiliary devices for rotating the plane of polarisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/02—Bends; Corners; Twists
- H01P1/022—Bends; Corners; Twists in waveguides of polygonal cross-section
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к радиотехнике, в частности к волноводным преобразователям плоскости поляризации. Компактная 90-градусная скрутка состоит из входного волновода с горизонтальной поляризацией, соосного с ним выходного волновода с вертикальной поляризацией и преобразователя поляризации, размещаемого между входным и выходным волноводами. Преобразователь поляризации имеет крестообразное окно связи, представляющее собой комбинацию двух перпендикулярных прямоугольных окон, стороны которых параллельны стенкам входного волновода с горизонтальной поляризацией и выходного волновода с вертикальной поляризацией. В плоскости, перпендикулярной осям входного волновода с горизонтальной поляризацией и выходного волновода с вертикальной поляризацией, прямоугольные окна имеют размеры, превышающие размеры входного волновода с горизонтальной поляризацией и выходного волновода с вертикальной поляризацией. Преобразование поляризации осуществляется на двух ребрах, лежащих на одной из диагоналей квадратной области пересечения перпендикулярных прямоугольных окон. Длина преобразователя поляризации, размеры прямоугольных окон, длина и толщина ребер определяются исходя из условий наилучшего согласования компактной 90-градусной скрутки в требуемом частотном диапазоне. Технический результат - расширение относительной полосы рабочих частот при уменьшении продольных размеров. 2 ил.
Description
Изобретение относится к волноводной технике, в частности к волноводным преобразователям плоскости поляризации электромагнитной волны, и может быть использовано при разработке антенных и фидерных устройств различных радиотехнических систем сверхвысокочастотного диапазона длин волн.
Интерес к волноводным линиям передачи при построении радиотехнических систем различного назначения обусловлен рядом преимуществ этого типа направляющих систем по отношению к другим:
- высокая энергетическая эффективность (коэффициент полезного действия);
- сохранение работоспособности на высоком уровне мощности в жестких условиях применения;
- возможность разбиения сложного волноводного устройства на простые функциональные узлы, удобные для изготовления и настройки, и простота их последующего сочленения;
- технологичность.
Одним из наиболее распространенных видов металлических волноводов является волновод прямоугольного сечения. При компоновке волноводного устройства, построенного на базе прямоугольного волновода, зачастую возникает необходимость изменить плоскость поляризации распространяющейся в линии электромагнитной волны. Известны устройства изменения плоскости поляризации распространяющейся в прямоугольном волноводе электромагнитной волны - т.н. скрутки. Наиболее распространенный вариант - плавная скрутка, получаемая скручиванием стандартного прямоугольного волновода [1]. Плавные скрутки часто изготавливаются способом заполнения полости трубы прямоугольного сечения материалом с низкой точкой плавления, скручиванием ее на требуемый угол и последующим удалением легкоплавкого материала. Возможно изготовление плавной скрутки методом электроформирования. К достоинствам такого устройства следует отнести его широкополосность - при обеспечении достаточной плавности поворота плоскости поляризации (длина плавной скрутки должна быть не менее нескольких длин волн) ширина полосы рабочих частот по уровню коэффициента отражения -30 дБ может достигать ширины полосы рабочих частот соответствующего прямоугольного волновода. Недостатками плавных скруток являются их значительная длина и сложность в изготовлении.
В [2] описана компактная 90-градусная скрутка, представляющая собой два соосных ортогональных прямоугольных волновода, между которыми размещается преобразователь поляризации. Преобразователь поляризации имеет окно квадратного сечения. В окне квадратного сечения преобразователя поляризации под углом 45 градусов к стенкам прямоугольных волноводов установлен штырь. Данные о ширине полосы рабочих частот и геометрических размерах описанной компактной 90-градусной скрутки в [2] не приводятся. Проведенные расчеты для такой конструкции компактной 90-градусной скрутки дали следующие результаты: относительная ширина полосы рабочих частот, определяемая как , по уровню коэффициента отражения - 30 дБ составляет ≈7.8%, а электрическая длина преобразователя поляризации - , где λg0 - длина волны в прямоугольных волноводах, вычисленная для центральной частоты рабочего диапазона .
Похожий вариант компактной 90-градусной скрутки приведен в [3]. Это устройство представляет собой два соосных ортогональных прямоугольных волновода, между которыми размещается преобразователь поляризации, имеющий окно прямоугольного сечения. Стороны окна прямоугольного сечения расположены под углом 45° к стенкам прямоугольных волноводов. Размеры сторон окна превышают размеры соответствующих сторон волноводов. Данные о ширине полосы рабочих частот и геометрических размерах компактной 90-градусной скрутки в [3] также не приводятся. Проведенные расчеты для такой конструкции компактной 90-градусной скрутки дали следующие результаты: относительная ширина полосы рабочих частот составляет ≈7.8%, а электрическая длина преобразователя поляризации - ≈0.491*λg0.
Два вида компактных 90-градусных скруток в прямоугольном волноводе описаны в [4]. Это компактная 90-градусная скрутка с Г-образной секцией и компактная 90-градусная скрутка баночного типа с резонансными щелями. Электрическая длина компактных 90-градусных скруток данных типов согласно [4] составляет . Относительная ширина полосы рабочих частот по уровню КСВ≤1,2 (коэффициент отражения меньше -21 дБ) составляет 8% для скрутки с Г-образной секцией и 6% для скрутки баночного типа с резонансными щелями.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению (прототипом) является компактная 90-градусная скрутка, описанная в [5], [6]. Эта компактная 90-градусная скрутка представляет собой устройство, содержащее два соосных ортогональных прямоугольных волновода, между которыми размещается преобразователь поляризации. Преобразователь поляризации имеет окно квадратного сечения, в котором имеются два выступа, диагонально расположенных в углах окна квадратного сечения. Характеристики такой компактной 90-градусной скрутки определяются размерами окна квадратного сечения, формой выступов и длиной преобразователя поляризации. Согласно [5] относительная ширина полосы рабочих частот по уровню коэффициента отражения - 30 дБ для компактной 90-градусной скрутки с квадратными усеченными под углом 45 градусов выступами в окне квадратного сечения составляет 26%. Согласно [6] относительная ширина полосы рабочих частот по уровню КСВ≤1,1 (коэффициент отражения меньше - 26,5 дБ) для компактной 90-градусной скрутки с квадратными выступами в окне квадратного сечения составляет 36,5% при электрической длине. Согласно этому же источнику для компактной 90-градусной скрутки с квадратными выступами, имеющими квадратные вырезы, может быть получена относительная ширина полосы рабочих частот 44,5% по уровню коэффициента отражения -40 дБ, но за счет значительного (до; ) увеличения электрической длины.
Целью настоящего изобретения является создание технологичной конструкции компактной 90-градусной скрутки в прямоугольном волноводе, обеспечивающей широкую относительную полосу рабочих частот при уменьшении продольных размеров.
На фиг. 1 представлен общий вид одного из вариантов выполнения предлагаемой компактной 90-градусной скрутки в прямоугольном волноводе. Компактная 90-градусная скрутка состоит из входного волновода с горизонтальной поляризацией 1, соосного с ним выходного волновода с вертикальной поляризацией 2 и преобразователя поляризации 3, размещаемого между входным волноводом 1 и выходным волноводом 2. Преобразователь поляризации 3 имеет крестообразное окно связи 4, представляющее собой комбинацию двух перпендикулярных прямоугольных окон, стороны которых параллельны стенкам входного волновода 1 и выходного волновода 2. В плоскости, перпендикулярной осям входного волновода 1 и выходного волновода 2, прямоугольные окна имеют размеры, превышающие размеры входного волновода 1 и выходного волновода 2. Преобразование поляризации осуществляется на двух ребрах, лежащих на одной из диагоналей квадратной области пересечения перпендикулярных прямоугольных окон. Длина преобразователя поляризации, размеры прямоугольных окон, длина и толщина ребер определяются исходя из условий наилучшего согласования компактной 90-градусной скрутки в требуемом частотном диапазоне.
Электромагнитная волна горизонтальной поляризации поступает на вход входного волновода 1, подается через него на преобразователь поляризации 3 и, претерпев поворот плоскости поляризации, выходит из выходного волновода 2.
На фиг. 2 представлена зависимость коэффициента отражения от частоты для предлагаемой компактной 90-градусной волноводной скрутки. Относительная ширина полосы рабочих частот по уровню коэффициента отражения - 30 дБ составляет ≈51,4%, а электрическая длина преобразователя поляризации - .
Источники информации
1. Дж. К. Саусворт. Принципы и применения волноводной передачи / пер. с англ. под ред. В.И. Сушкевича. - М.: Советское радио, 1955.
2. А.Ф. Харвей. Техника сверхвысоких частот Т.1 / пер. с англ. под ред. В.И. Сушкевича. - М.: Советское радио, 1965.
3. Авторское свидетельство SU 1337938. Волноводная ступенчатая скрутка / И.А. Бобенко, И.А. Морозова, Л.З. Пазин, Л.А. Руденко, 1987.
4. Позднякова Р.Д., Митин В.А., Синани А.И., Винярская Н.А., Ястребов Б.П. Системы распределения СВЧ-сигнала в антеннах с высокой энергетической эффективностью. - Антенны, выпуск 2 (93), 2005.
5. Патент US 6995628 Waveguide twist having quadrate sections / Hideki Asao, Hirotaka Kamino, Naofumi Yoneda, Muneaki Mukuda, Koji Yamasaki, 2006.
6. Литвинов В.P., Рудь Л.А., Свердленко. Компактные 90-градусные скрутки в прямоугольных волноводах. - Известия ВУЗов. Радиоэлектроника, Т. 53 №3, 2010.
Claims (1)
- Компактная 90-градусная скрутка в прямоугольном волноводе, состоящая из входного волновода с горизонтальной поляризацией, соосного с ним выходного волновода с вертикальной поляризацией и преобразователя поляризации, размещаемого между входным волноводом с горизонтальной поляризацией и выходным волноводом с вертикальной поляризацией, отличающаяся тем, что преобразователь поляризации имеет крестообразное окно связи, представляющее собой комбинацию двух перпендикулярных прямоугольных окон, стороны которых параллельны стенкам входного волновода с горизонтальной поляризацией и выходного волновода с вертикальной поляризацией, имеющую два ребра, лежащих на одной из диагоналей квадратной области пересечения перпендикулярных прямоугольных окон, причем в плоскости, перпендикулярной осям входного волновода с горизонтальной поляризацией и выходного волновода с вертикальной поляризацией, прямоугольные окна имеют размеры, превышающие размеры входного волновода с горизонтальной поляризацией и выходного волновода с вертикальной поляризацией.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016128438A RU2626726C1 (ru) | 2016-07-12 | 2016-07-12 | Компактная 90-градусная скрутка в прямоугольном волноводе |
PCT/RU2017/000602 WO2018013015A1 (ru) | 2016-07-12 | 2017-08-21 | Компактная 90 градусная скрутка в прямоугольном волноводе |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016128438A RU2626726C1 (ru) | 2016-07-12 | 2016-07-12 | Компактная 90-градусная скрутка в прямоугольном волноводе |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2626726C1 true RU2626726C1 (ru) | 2017-07-31 |
Family
ID=59632334
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016128438A RU2626726C1 (ru) | 2016-07-12 | 2016-07-12 | Компактная 90-градусная скрутка в прямоугольном волноводе |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2626726C1 (ru) |
WO (1) | WO2018013015A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115732873A (zh) * | 2022-11-17 | 2023-03-03 | 电子科技大学 | 一种超宽带薄片式90°扭波导 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108417992A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-08-17 | 广东盛路通信科技股份有限公司 | 一种工字型波导极化转换器 |
CN114744382B (zh) * | 2022-04-19 | 2024-01-26 | 上海阖煦微波技术有限公司 | 一种波导传输通道转弯结构 |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2729794A (en) * | 1950-10-20 | 1956-01-03 | Sperry Rand Corp | High frequency apparatus |
US2825031A (en) * | 1951-12-15 | 1958-02-25 | Alford Andrew | Method of converting modes of wave motion for transmission from rectangular to circular wave guides |
FR1239182A (fr) * | 1958-10-30 | 1960-08-19 | Thomson Houston Comp Francaise | Changeur de mode fonctionnant en hyperfréquence |
US2975383A (en) * | 1957-11-04 | 1961-03-14 | Gen Motors Corp | Waveguide polarization converter |
US3230484A (en) * | 1963-10-22 | 1966-01-18 | Lipetz Nathan | Waveguide transition between rectangular and circular waveguides |
US3697898A (en) * | 1970-05-08 | 1972-10-10 | Communications Satellite Corp | Plural cavity bandpass waveguide filter |
JPS52115147A (en) * | 1976-03-23 | 1977-09-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Waveguide unit |
JPS5449050A (en) * | 1977-09-27 | 1979-04-18 | Fujitsu Ltd | Waveguide transmission element |
SU1337938A1 (ru) * | 1985-07-09 | 1987-09-15 | Предприятие П/Я А-7162 | Волноводна ступенчата скрутка |
EP0343887A1 (en) * | 1988-05-21 | 1989-11-29 | THE GENERAL ELECTRIC COMPANY, p.l.c. | Waveguide apparatus |
US5805035A (en) * | 1996-01-30 | 1998-09-08 | Cselt-Centro Studi E Laboratori Telecomunicazioni S.P.A. | Multi-mode cavity for waveguide filters, including an elliptical waveguide segment |
US6166699A (en) * | 1997-05-21 | 2000-12-26 | Alcatel | Antenna source for transmitting and receiving microwaves |
EP0687027B1 (en) * | 1994-06-08 | 2001-08-16 | CSELT Centro Studi e Laboratori Telecomunicazioni S.p.A. | Dual mode cavity for waveguide bandpass filters |
US20140104017A1 (en) * | 2012-10-16 | 2014-04-17 | Honeywell International Inc. | Compact twist for connecting orthogonal waveguides |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3884725B2 (ja) * | 2003-06-03 | 2007-02-21 | 三菱電機株式会社 | 導波管装置 |
-
2016
- 2016-07-12 RU RU2016128438A patent/RU2626726C1/ru active
-
2017
- 2017-08-21 WO PCT/RU2017/000602 patent/WO2018013015A1/ru active Application Filing
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2729794A (en) * | 1950-10-20 | 1956-01-03 | Sperry Rand Corp | High frequency apparatus |
US2825031A (en) * | 1951-12-15 | 1958-02-25 | Alford Andrew | Method of converting modes of wave motion for transmission from rectangular to circular wave guides |
US2975383A (en) * | 1957-11-04 | 1961-03-14 | Gen Motors Corp | Waveguide polarization converter |
FR1239182A (fr) * | 1958-10-30 | 1960-08-19 | Thomson Houston Comp Francaise | Changeur de mode fonctionnant en hyperfréquence |
US3230484A (en) * | 1963-10-22 | 1966-01-18 | Lipetz Nathan | Waveguide transition between rectangular and circular waveguides |
US3697898A (en) * | 1970-05-08 | 1972-10-10 | Communications Satellite Corp | Plural cavity bandpass waveguide filter |
JPS52115147A (en) * | 1976-03-23 | 1977-09-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Waveguide unit |
JPS5449050A (en) * | 1977-09-27 | 1979-04-18 | Fujitsu Ltd | Waveguide transmission element |
SU1337938A1 (ru) * | 1985-07-09 | 1987-09-15 | Предприятие П/Я А-7162 | Волноводна ступенчата скрутка |
EP0343887A1 (en) * | 1988-05-21 | 1989-11-29 | THE GENERAL ELECTRIC COMPANY, p.l.c. | Waveguide apparatus |
EP0687027B1 (en) * | 1994-06-08 | 2001-08-16 | CSELT Centro Studi e Laboratori Telecomunicazioni S.p.A. | Dual mode cavity for waveguide bandpass filters |
US5805035A (en) * | 1996-01-30 | 1998-09-08 | Cselt-Centro Studi E Laboratori Telecomunicazioni S.P.A. | Multi-mode cavity for waveguide filters, including an elliptical waveguide segment |
US6166699A (en) * | 1997-05-21 | 2000-12-26 | Alcatel | Antenna source for transmitting and receiving microwaves |
US20140104017A1 (en) * | 2012-10-16 | 2014-04-17 | Honeywell International Inc. | Compact twist for connecting orthogonal waveguides |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115732873A (zh) * | 2022-11-17 | 2023-03-03 | 电子科技大学 | 一种超宽带薄片式90°扭波导 |
CN115732873B (zh) * | 2022-11-17 | 2023-07-21 | 电子科技大学 | 一种超宽带薄片式90°扭波导 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018013015A1 (ru) | 2018-01-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Piltyay | High performance extended C-band 3.4–4.8 GHz dual circular polarization feed system | |
CN204257794U (zh) | 一种超宽带人工表面等离子激元弯曲波导 | |
CN104362419A (zh) | 一种超宽带人工表面等离子激元弯曲波导 | |
RU2626726C1 (ru) | Компактная 90-градусная скрутка в прямоугольном волноводе | |
CN109935972B (zh) | 一种基于等离子体激元的宽带天线 | |
US3164790A (en) | Sinuously folded quarter wave stripline directional coupler | |
Debogovic et al. | MEMS-reconfigurable metamaterials and antenna applications | |
CN106450638B (zh) | 一种紧凑型正交模耦合器 | |
KR101553159B1 (ko) | 메타재질구조의 다중대역 소형 급전 장치 및 이를 이용한 미니 다중 빔 스캐닝 안테나 | |
CN109149094B (zh) | 偶极子天线阵列 | |
CN109216843B (zh) | 基于螺旋形金属臂的人工局域表面等离激元耦合的传输线 | |
Woo et al. | Design of quasi‐Yagi antennas using an ultra‐wideband balun | |
Bird et al. | Input mismatch of TE 11 mode coaxial waveguide feeds | |
CN111900513B (zh) | 正交模转换器、天线设备及通信系统 | |
US20150061784A1 (en) | Backward-wave oscillator in communication system | |
Henin et al. | Compact planar microstrip crossover for beamforming networks | |
EP3121900B1 (en) | Power feeder | |
CN112259969B (zh) | 一种基于超表面的毫米波宽带圆极化馈源天线 | |
Ali et al. | Design of printed RGW crossover for millimeter wave beam switching network | |
Leal-Sevillano et al. | Dual-band bi-phase waveguide polarizer for a novel feeder network without orthomode transducer | |
RU2787553C1 (ru) | Компактная 90-градусная волноводная скрутка | |
Emara et al. | Active Phasers based on Co-directional Couplers for Millimeter-wave Analog Signal Processing | |
EP4113737A1 (en) | Dielectric radio frequency (rf) bidirectional coupler with power divider/combiner functionality | |
US10665945B2 (en) | Millimeter-wave waveguide | |
Cano et al. | Arbitrary-angle single-step waveguide twist for quasi-octave bandwidth performance |