ВОЛНОВОДНЫЙ ПОВОРОТ

Полезная модель относится к сверхвысокочастотной (СВЧ) радиотехнике и может использоваться в волноводной, измерительной и антенной технике.
Известны волноводные повороты на 180° в Н-плоскости ["Волноводный разворот с согласующими срезами" А.А.Кириленко, Л.А.Рудь "Радиотехника и электроника" 1980 г., 25, №7], на угол (180-γ) в Е-плоскости, где γ>30° [заявка ФРГ №2542188 1977 г], состоящие из входного и выходного волноводов, соединенных согласующим элементом в виде параллелепипеда.
Недостатками этих волноводных поворотов является поворот СВЧ сигнала только в одной плоскости.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому повороту является волноводный 180° поворот в Е-плоскости [S.C.Kashyap «A simple 180° waveguide bend» Int.J.Elektron, 1979, 46, №1], представляющий
собой входной и выходной волноводы, соединенные согласующим элементом в форме прямоугольного параллелепипеда, четыре грани которого сопряжены со стенками входного и выходного волноводов.
Недостатком этого технического решения является также поворот только в одной плоскости.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в достижении возможности реализации волноводного поворота одновременно в двух плоскостях без ухудшения характеристик согласования.
Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что волноводный поворот содержит входной и выходной волноводы, повернутые на 180° в Е-плоскости, и согласующий элемент в форме прямоугольного параллелепипеда, четыре грани которого сопряжены со стенками входного и выходного волноводов.
Отличительным признаком предлагаемого волноводного поворота является то, что помимо поворота на 180° в Е-плоскости, входной и выходной волноводы одновременно развернуты в Н-плоскости один относительно другого на угол 2φ. При этом ширина согласующего элемента A=a/cosφ, высота B=2b+h, а длина Z выбирается из условия оптимального согласования входного и выходного волноводов, где а и b - размеры широкой и узкой стенок волноводов, а h - расстояние между волноводами в Е-плоскости.
На фиг.1(а, б) показан пример выполнения 180° поворота в Е-плоскости с разворотом входного и выходного волноводов в Н-плоскости.
На фиг.2 представлены характеристики согласования волноводного 180° поворота в Е-плоскости для различных сечений a×b, различных углов разворота 2φ входного и выходного волноводов относительно друг друга в Н-плоскости, расстояний между волноводами в Е-плоскости h, и соответствующих длин согласующего элемента Z. В таблице 1 представлены соответствующие значения: а, b, φ, А, В, Z, выраженные через λ, где λ - длина волны в свободном пространстве.
Предлагаемый волноводный поворот содержит входной и выходной волноводы 1 с размерами широкой и узкой стенок а и b соответственно, согласующий элемент 2 с шириной, высотой и длиной А, В и Z соответственно. При этом волноводы в Е-плоскости повернуты на 180° и раздвинуты на величину h, в Н-плоскости развернуты относительно друг друга на угол 2φ.
Предлагаемый волноводный поворот работает следующим образом: сигнал, поступивший во входной волновод, проходит в выходной через согласующий элемент, высота, ширина и длина которого выбраны так, чтобы при прохождении сигнала через указанный волноводный поворот отражения от различных неоднородностей, вызванных поворотом, в совокупности компенсировали друг друга.
КСВ предлагаемого волноводного поворота не превышает уровень 1, 2 в диапазоне (Δf) более 35%, а для некоторых реализаций с меньшим размером b, КСВ не превышает уровень 1, 2 в диапазоне (Δf) более 50%.
Таким образом, технические преимущества предлагаемого решения, по сравнению с прототипом, заключаются в возможности поворота волновода одновременно в двух плоскостях без существенного ухудшения согласования, что, без сомнения, позволит упростить конструкцию сложных волноводных устройств СВЧ и улучшить массогабаритные характеристики.