УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВОРОТА ПЛОСКОСТИ ПОЛЯРИЗАЦИИ

Предлагаемое техническое решение относится к радиотехнической промышленности и может использоваться в волноводной, антенной и СВЧ-измерительной технике.
H
b
H
b
Известно устройство для поворота плоскости поляризации, [SU №612584 А1 Н01Р/165, опубл. 15.12.1991 г.], содержащее четвертьволновый отрезок волновода Г-образного поперечного сечения с короткозамыкателями на входе и выходе, которые вместе со стенками волновода образуют два взаимно перпендикулярных прямоугольных отверстия, соответственно, входное и выходное, размер широких сторон которых лежит в пределах 0,5λ≤g≤0,7λ., где 0,5λ - длина волны в свободном пространстве для нижней частоты рабочего диапазона; 0,7λ - длина волны в свободном пространстве для верхней частоты рабочего диапазона.
Основными недостатками указанного технического решения являются большой продольный размер и малый рабочий диапазон частот.
Известно устройство для поворота плоскости поляризации [Пат. России №176979 МПК Н01Р 1/00, заявл. 2017 г., опубл. 2018 г., авт. М.С. Рыбин, Н.А. Винярская, Т.В. Надеждина] содержащее отрезок прямоугольного волновода с короткозамыкателями на торцах и согласующим отражателем, установленным под углом 45°±5° к узкой стенке отрезка прямоугольного волновода, два взаимно перпендикулярных прямоугольных отверстия на входе и выходе, имеющие размеры, соответствующие сечению отрезка волновода, где внутри отрезка волновода напротив каждого из прямоугольных отверстий установлены согласующие прямые призмы. При этом прямоугольные отверстия выполнены на одной широкой стенке не пересекающимися и расположены таким образом, что широкая сторона прямоугольного отверстия на входе совпадает с ребром, образованным пересечением широкой и узкой стенок отрезка волновода, а широкая сторона прямоугольного отверстия на выходе совпадает с ребром, образованным пересечением короткозамыкателя и широкой стенки отрезка волновода.
Основным недостатком указанного технического решения является то, что при повороте плоскости поляризации на 90° меняется направление распространения СВЧ-сигнала на 180°.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является «Устройство для поворота в плоскости поляризации» [RU №2338305 С1, МПК Н01Р 1/165, опубл. 10.11.2008 г.], содержащее отрезок волновода с короткозамыкателями на торцах и двумя взаимно перпендикулярными прямоугольными отверстиями на входе и выходе. Отрезок волновода с согласующим отражателем имеет прямоугольное сечение и длину, равную размеру широкой стенки, при этом прямоугольные отверстия имеют размеры, соответствующие сечению отрезка волновода, и расположены на обеих его широких стенках таким образом, что широкая сторона прямоугольного отверстия на входе совпадает с ребром, образованным пересечением широкой и узкой стенок отрезка волновода, а широкая сторона прямоугольного отверстия на выходе совпадает с ребром, образованным пересечением короткозамыкателя и другой широкой стенки отрезка волновода. Также внутри отрезка волновода напротив каждого из прямоугольных отверстий установлены согласующие прямые призмы с размером стороны основания (0,52±0,2)b и длиной (0,9±0,1)(а-b), где a, b - размеры широкой и узкой стенки отрезка прямоугольного волновода, не пересекающие прямоугольные отверстия и лежащие одной боковой гранью на одной из широких стенок отрезка прямоугольного волновода, а другой боковой гранью на его узкой стенке на входе и на короткозамыкателе на выходе, соответственно, при этом плоский согласующий отражатель длиной (0.9±0.2)(а-Ь), наклоненный под углом 45°±5° к узкой стенке отрезка прямоугольного волновода, установлен между узкой стенкой и короткозамыкателем.
Основным недостатком указанного технического решения являются увеличенные габаритные размеры при использовании в устройствах, выполненных на основе фольгированного диэлектрика.
Технический результат состоит в существенном уменьшении габаритных размеров при использовании в устройствах, выполненных на основе фольгированного диэлектрика.
Сущность предлагаемого «Устройства для поворота в плоскости поляризации» заключается в том, что оно содержит отрезок прямоугольного волновода с короткозамыкателями на торцах, с плоским согласующим отражателем, установленным между узкой стенкой и короткозамыкателем и наклоненным под углом 45°±5° к узкой стенке отрезка прямоугольного волновода, с двумя взаимно перпендикулярными прямоугольными отверстиями на входе и выходе, расположенными на разных широких стенках отрезка волновода, и согласующими прямыми призмами, расположенными напротив входного и выходного отверстий и не пересекающими прямоугольные отверстия.
Новыми признаками предлагаемого устройства для поворота плоскости поляризации является то, что отрезок прямоугольного волновода выполнен на основе фольгированного диэлектрика с узкими стенками, согласующим отражателем и короткозамыкателями, выполненными в виде рядов близкорасположенных сквозных металлизированных отверстий, имеющими электрический контакт со слоями фольги, а входные и выходные прямоугольные отверстия, расположенные на разных широких стенках прямоугольного волновода, образованы снятой фольгой. Размер узкой стенки отрезка волновода совпадает с размером узкой стороны входного и выходного прямоугольных отверстий. Длина отрезка прямоугольного волновода и размер его широкой стенки превышают размеры широкой стороны входного и выходного отверстий, соответственно, так, чтобы входные и выходные отверстия не пересекались с металлизированными.
На фиг. 1 приведено схематическое изображение устройства для поворота плоскости поляризации.
На фиг. 2 приведен график зависимости коэффициента стоячей волны (КСВ) от частоты (Δf).
Устройство для поворота плоскости поляризации состоит из отрезка прямоугольного волновода 1 на основе платы фольгированного диэлектрика 2 с короткозамыкателями на торцах 3 и 4 и согласующим отражателем 5, выполненными в виде рядов близкорасположенных сквозных металлизированных отверстий. На входе и выходе отрезка волновода 1 имеются перпендикулярные прямоугольные отверстия 6 и 7 соответственно, образованные снятой фольгой, напротив которых расположены согласующие призмы 8 и 9.
10
Принцип работы предлагаемого устройства заключается в следующем: СВЧ-сигнал, поступивший в отрезок прямоугольного волновода 1 с короткозамыкателями 2 и 3 через прямоугольное отверстие на входе 6, и далее последовательно отразившись от согласующей призмы 8, согласующего отражателя 4 и согласующей призмы 9, выходит из него через прямоугольное отверстие на выходе 7. Согласование предлагаемого устройства по КСВ обеспечено за счет расположенных определенным образом относительно прямоугольных отверстий на входе и выходе согласующих прямых призм и плоского согласующего отражателя, а поворот плоскости поляризации - за счет перпендикулярного расположения прямоугольных отверстий на входе и выходе, через которые распространяется сигнал основной моды - волны Н.
Результаты практической реализации предложенного технического решения не вызывают сомнения. Изготовлены и прошли испытания экспериментальные образцы устройств поворота плоскости поляризации на основе различных фольгированных диэлектриков. Испытания подтвердили реализацию заявленного технического эффекта.