ДВУХКАНАЛЬНОЕ ВОЛНОВОДНОЕ ВРАЩАЮЩЕЕСЯ СОЧЛЕНЕНИЕ

Двухканальное волноводное вращающееся сочленение
Полезная модель относится к высокочастотной технике, в частности, к вращающимся соединениям, предназначенным для передачи энергии сверхвысоких частот (СВЧ) от неподвижных генераторов к устройствам, расположенным на вращающейся по азимуту части антенной системы.
Известно вращающееся соединение с механическим контактом между неподвижной и вращающейся частями соосно размещенных цилиндров, между торцами которых помещены роликовые подщипники, внутренние кольца которых образованы цанговыми втулками, устанавливаемыми заподлицо с внутренними поверхностями цилиндров, а наружные кольца стенками цилиндров, имеющих гнезда для роликов (Авторское свидетельство СССР № 339998, 1972, МПК Н 01 Р 1/06).
Известен также высокочастотный вращающийся соединитель, преимущественно для коаксиальных линий и круглых волноводов, содержащий подвижную и неподвижную секции, каждая из которых вьшолнена в виде коаксиально расположенных труб, снабженных контактными кольцами, на торцах труб неподвижной секции закреплена втулка со сквозными поперечными прорезями, а внешняя и внутренняя поверхности втулки охвачены закрепленными на ней цангами (Авторское свидетельство СССР № 338330,1973, МПК Н 01 Р 1/06).
Общим недостатком известных устройств является то, что передача энергии от неподвижного генератора к вращающейся антенне осуществляется по одному каналу.
Наиболее близким по технической сущности к заявленной полезной модели (прототипом) является Двухканальное вращающееся сочленение, предназначенное для передачи  независимых СВЧ-сигналов (А и В) на одной или близких частотах из неподвижной части аппаратуры во вращающуюся. Оно содержит круглый волновод, состоящий из установленных соосно и связанных между собой посредством дроссельного разъема подвижного и неподвижного отрезков круглого волновода, в которых возбуждаются волны TMoi и ТЕоь
Оба сигнала, передаваемые через вращающееся сочленение, подводятся к нему по отдельным волноводам прямоугольного поперечного сечения и с помощью системы щелей в стенках, соединяющих прямоугольные волноводы с круглыми, возбуждают в круглом волноводе волны TMoi (сигнал А) и TEoi (сигнал В). Обе волны не взаимодействуют друг с другом, что обеспечивает хорошую развязку между канала1«и сочленения ( патент Великобритании № 22745459, МПК Н 01 Р 1/06, 1994).
Недостатком этого сочленения является ограничение по величине передаваемой СВЧмощности из-за невысокой электрической прочности щелей, с помощью которых производится возбуждение гармоник TMoi и TEoi в круглом волноводе. Другим недостатком этого сочленения является то, что оно может функционировать только в узком диапазоне частот, так как щели, возбуждающие гармоники TMoi и ТЕоь являются резонансными устройствами и могут работать только на определенной частоте. Кроме того, описываемое устройство имеет достаточно сложную конструкцию.
Задачей заявленной полезной модели яв.11яется расширение полосы частот СВЧсигналов и повьш1ение мощности передаваемой СВЧ-энергии через волноводное вращающееся сочленение по двум независимым друг от друга каналам.
Указанный технический результат достигается тем, что в двухканальное волноводное вращающееся сочленение, содержащее круглый волновод, состоящий из установленных соосно и связанных между собой посредством дроссельного разъема неподвижного и подвижного отрезков, дополнительно введены два идентичных двухканальных поляризатора, ориентированных соосно навстречу друг другу и присоединенных также соосно к обоим концам круглого волновода, при этом два входных прямоугольных волновода двухканального поляризатора, связанного с неподвижным отрезком круглого волновода, соединены с регулярными участками стандартных волноводных трактов неподвижного узла антенной системы, а два выходных прямоугольных волновода другого двухканального поляризатора соединены с регулярными участками волноводных трактов вращающейся части антенны.
Двухканальное волноводное вращающееся сочленение состоит из двух, ориентированных навстречу друг другу идентичных двухканальных поляризаторов и круглого волновода между ними, в котором распространяется волна круговой поляризации Ню.
Сигналы линейной поляризации, поданные на разные входы двухканального поляризатора, на его выходе, обращенном в сторону круглого волновода, создают поля с круговой поляризацией с противоположными направлениями вращения векгоров Е вследствие того, что векторы Е взаимно перпендикулярны и имеют сдвиг по фазе на 90°. В случае круговой поляризации вектор Е вращается с частотой радиоволны, описывая своим концом (при распространении) винтовую линию. При этом величина Е остается постоянной. Пройдя круглый волновод и второй двухканальный поляризатор, волны с ортогональной круговой поляризаa oLl
цией приобретают линейную поляризацию и с выхода двухканального поляризатора расходятся в соответствующие выходные прямоугольные волноводы.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором показано двухканальное вращающееся сочленение
Устройство состоит из двух ориентированных навстречу друг другу идентичных двухканальных поляризаторов 1 и 2, представляющих собой квадратный волновод, разделенный на две половины центральной металлической пластиной 3 и 4, и круглого волновода между ними, содержащего установленные соосно неподвижный 5 и подвижный 6 отрезки, соединенные между собой дроссельным разъемом 7. Прямоугольные волноводы 8 и 9 двухканального поляризатора 1 соединены с регулярными участками трактов неподвижного узла антенной системы, а прямоугольные волноводы 10 и 11 двухканального поляризатора 2 соединены с регулярными участками трактов вращающейся антенны. Центральная металлическая пластина двухканального поляризатора расположена между квадратным и прямоугольными волноводами, имеет трехступенчатый профиль, ступеньками она обращена к квадратному волноводу, а задней торцевой частью - к прямоугольным волноводам и представляет собой продолжение перегородки между последними. За счет трехступенчатого профиля центральной металлической пластины осуществляется сдвиг по фазе на 90° между ортогональными полями в двухканальном поляризаторе. Такая форма центральной металлической пластины упрощает настройку и повыщает электропрочность двухканального поляризатора на большом уровне мощности в диапазоне зондрфующего сигнала.
Устройство работает следующим образом.
Передача высокочастотных сигналов из неподвижной части во вращающуюся осуществляется следующим образом. Мощный зондирующий сигнал передающего устройства по прямоугольному волноводу 8 с волной Ню подводится к входному двухканальному по.ляризатору 1, представляющему собой квадратный волновод, разделенный на две половины центральной металлической пластиной 3, перпендику.лярной вектору Е входного волновода 8. На выходе из прямоугольного волновода в результате взаимодействия с цетральной металлической пластиной 3 волна с линейной поляризацией поля преобразуется в волну круговой поляризации, например, правого вращения. Далее высокочастотный сигнал поступает в неподвижный отрезок 5 круглого волновода и через дроссельный разъем 7 передается в подвижный отрезок 6 круглого волновода. После прохождения по нему высокочастотная энергия попадает во второй (выходной) двухканальный поляризатор 2, аналогичный входному. Здесь, в результате взаимодействия с центральной металлической пластиной 4 круговая поляризация
поля преобразуется обратно в линейную, и далее сигнал поступает в выходной волновод 10, соединенный с передающим облучателем антенны.
Сигнал гетеродина по прямоугольному волноводу с волной Ню подводится ко второму входу 9 в квадратный волновод первого (входного) двухканального поляризатора 1, где в результате взаимодействия с центральной металлической пластиной 3 волна с линейной поляризацией поля преобразуется в волну круговой поляризации, направление вращения которой противоположно направлению вращения поляризации зондирующего сигнала, то есть левого вращения. Далее сигнал гетеродина, аналогично зондирующему сигналу, через общий круглый волновод 5 и 6 и дроссельный разъем 7 поступает во второй (выходной) двухканальный поляризатор 2 и после деполяризации направляется в выходной прямозтольный волновод 11, соединенный с приемным устройством, установленным на вращающейся антенне.
Экспериментальные исследования показали, что описанное устройство позволяет пропустить сигнал с достаточно высоким уровнем мощности (порядка 6 кВт).
Заявленная полезная модель по сравнению с прототипом позволяет расширить полосу частот в четьфе раза и увеличить мощность пропускаемого через сочленение сигнала в шесть раз.