ПРЯМОУГОЛЬНЫЙ ВОЛНОВОД С ОДИНАРНЫМ УГОЛКОВЫМ ИЗГИБОМ (ВАРИАНТЫ)
RECTANGULAR WAVEGUIDE HAVING SINGLE CORNER BEND (VERSIONS)

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к элементам волноводного тракта.
Известен прямоугольный волновод с одинарным 90° уголковым изгибом в Н-плоскости, содержащий два одинаковых взаимно ортогональных отрезка регулярного металлического прямоугольного волновода, первая пара узких стенок которых образует внутреннее ребро, перпендикулярное широким стенкам, а вторая пара узких стенок соединена перемычкой, расположенной под углом 135° к этим стенкам. При этом между широкими стенками изгиба перпендикулярно им вставлен цилиндрический металлический стержень, ось которого находится в плоскости симметрии изгиба, проходящей через внутреннее ребро и середину перемычки, т.е. в известной конструкции для согласования входного и выходного волноводов используется комбинация из металлического стержня и скошенной плоскости (Патент РФ на полезную модель №16044, МПК H01P 1/02, 2000 г.).
Недостатками данного технического решения являются:
- конструктивная сложность;
- уголковый изгиб осуществим только в Н-плоскости.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является прямоугольный волновод с согласующей неоднородностью в виде 45° скоса в Н- либо Е-плоскости (Справочник конструктора РЭА: Компоненты, механизмы. надежность / Н.А. Барканов, Б.Е. Бердичевский, П.Д. Верхопятницкий и др.; Под ред. Р.Г. Варламова. - М.: Радио и связь, 1985, с.224, рис.7.58).
Это устройство обладает следующими недостатками:
- конструктивная сложность;
- малая электрическая прочность.
Перед авторами стояла задача создания прямоугольного волновода с одинарным уголковым изгибом, лишенного перечисленных недостатков.
Техническим результатом заявленного прямоугольного волновода с одинарным уголковым изгибом является упрощение конструкции при расширении его технических возможностей.
Задача решена за счет того, что в прямоугольном волноводе с одинарным уголковым изгибом в Н-плоскости, содержащем согласующую неоднородность и отрезки входного и выходного прямоугольных волноводов, расположенных под углом один относительно другого, причем стенки отрезков входного и выходного прямоугольных волноводов в плоскости поворота совмещены, а внешние стенки отрезков входного и выходного прямоугольных волноводов имеют общее ребро, согласующая неоднородность выполнена в виде призмы, расположенной за пределами отрезков входного и выходного прямоугольных волноводов, одно ребро призмы совпадает с ребром, образованным внутренними стенками отрезков входного и выходного прямоугольных волноводов, а две грани призмы, сопряженные с данным ребром, совпадают с внутренними стенками отрезков входного и выходного прямоугольных волноводов.
Высота ребра призмы равна высоте ребра, образованного внутренними стенками отрезков входного и выходного прямоугольных волноводов.
Высота ребра призмы меньше высоты ребра, образованного внутренними стенками отрезков входного и выходного прямоугольных волноводов.
Кроме того, задача решена за счет того, что в прямоугольном волноводе с одинарным уголковым изгибом в Е-плоскости, содержащем согласующую неоднородность и отрезки входного и выходного прямоугольных волноводов, расположенных под углом один относительно другого, причем стенки отрезков входного и выходного прямоугольных волноводов в плоскости поворота совмещены, а внешние стенки отрезков входного и выходного прямоугольных волноводов имеют общее ребро,  согласующая неоднородность выполнена в виде призмы, расположенной за пределами отрезков входного и выходного прямоугольных волноводов, одно ребро призмы совпадает с ребром, образованным внутренними стенками отрезков входного и выходного прямоугольных волноводов, а две грани призмы, сопряженные с данным ребром, совпадают с внутренними стенками отрезков входного и выходного прямоугольных волноводов.
Высота ребра призмы равна высоте ребра, образованного внутренними стенками отрезков входного и выходного прямоугольных волноводов.
Высота ребра призмы меньше высоты ребра, образованного внутренними стенками отрезков входного и выходного прямоугольных волноводов.
Заявляемый прямоугольный волновод с одинарным уголковым изгибом в Н- либо Е-плоскости обладает совокупностью существенных признаков, не известных из уровня техники для изделий подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения.
Заявляемый прямоугольный волновод с одинарным уголковым изгибом в Н- либо Е-плоскости, по мнению заявителя и авторов, соответствует критерию «изобретательский уровень», т.к, не известен из доступных источников научной, технической и Патентной информации на дату подачи заявки.
Сущность изобретения поясняется с помощью чертежей, где:
- на фиг.1 представлен внутренний канал прямоугольного волновода в Е-плоскости, когда размер согласующей неоднородности не равен широкой стороне волновода;
- на фиг.2 представлен внутренний канал прямоугольного волновода в Е-плоскости, когда размер согласующей неоднородности равен широкой стороне волновода;
- на фиг.3 представлен внутренний канал прямоугольного волновода в Н-плоскости, когда размер согласующей неоднородности не равен широкой стороне волновода;
- на фиг.4 представлен внутренний канал прямоугольного волновода в Н-плоскости, когда размер согласующей неоднородности равен широкой стороне волновода;
- на фиг.5 представлена характеристика неоднородности прямоугольного волновода в Е-плоскости, когда размер согласующей неоднородности равен широкой стороне волновода;
- на фиг.6 представлена характеристика неоднородности прямоугольного волновода в Н-плоскости, когда размер согласующей неоднородности равен широкой стороне волновода.
Прямоугольный волновод с одинарным уголковым изгибом содержит отрезок входного прямоугольного волноводе 1, отрезок выходного прямоугольного волновода 2 и согласующую неоднородность 3. Входной и выходной отрезки прямоугольного волновода могут располагаться под углом φ, отличным от 90°.
Устройство работает следующие сортом.
Электромагнитная волна распространяется от входа отрезка входного прямоугольного волновода 1 до выхода отрезка выходного прямоугольного волновода 2. При этом в месте сопряжения отрезков входного и выходного прямоугольных волноводов 1 и 2 электромагнитная волна приобретает две отраженные составляющие, одна из которых обусловлена реактивностью места сопряжения отрезков входного и выходного прямоугольных волноводов 1 и 2, а другая - реактивностью согласующей неоднородности 3. Геометрические размеры согласующей неоднородности 3 подобраны так, что она обеспечивает отраженную составляющую, равную до амплитуде первой, но противоположную ей по знаку, что обеспечивает при их сложении взаимную компенсацию, в результате чего достигается согласование устройства, что иллюстрируется, например, фиг.5 и 6.
Для проверки правильности данного технического решения на предприятии изготовлен ряд волноводных СВЧ устройств, имеющих в своем составе подобные волноводы. Полученные в ходе измерения результаты позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «промышленная применимость».