ВОЗБУДИТЕЛЬ ВОЛНЫ ТЕ01

Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована для построения систем связи и радиолокации.
Известен возбудитель волны ТЕ01 в круглом волноводе. В основе его работы лежит связь широкой стенки прямоугольного волновода с закороченной торцевой стенкой круглого волновода (SU 218253). Связь между волноводами осуществлена через четвертьволновые волноводы связи П-образного или Н-образного сечения. Распространяющаяся в прямоугольном волноводе волна ТЕ10 возбуждает через волноводы связи волну ТЕ01 в круглом волноводе.
Недостатками данной конструкции являются:
- большие вносимые потери;
- технологическая сложность изготовления конструкции;
- большие габаритные размеры.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является возбудитель волны ТЕ01 в круглом волноводе. Конструкция данного возбудителя основана на принципе распространения волн ТЕ10 во вспомогательных волноводах и их дальнейшего отражения от закороченных участков таким образом, что в выходном круглом волноводе возбуждается волна ТЕ01. (Патент РФ 2524848).
Недостатки известной конструкции:
- большая потеря мощности при преобразовании типов волн;
- большие габаритные размеры;
Техническим результатом заявляемого возбудителя волны ТЕ01 является увеличение коэффициента передачи волны ТЕ01.
а
a
Технический результат достигается за счет того, что у возбудителя волны ТЕ01, содержащего входной волновод, выходной круглый волновод, стенку, закорачивающую выходной круглый волновод и перпендикулярную его оси, к которой пристыкован своей торцевой стенкой входной волновод, выполненный в виде прямоугольного волновода, длина широкой стенки прямоугольного волновода выбирается из соотношения =1,64r, где r - радиус выходного круглого волновода, ко входу входного волновода присоединено устройство возбуждения волны ТЕ20, оси выходного круглого и входного волноводов совпадают, в соединенных друг с другом торцевых стенках входного и выходного круглого волноводов имеются совмещенные друг с другом отверстия по размеру поперечного сечения прямоугольного волновода, общее отверстие в торцевых стенках входного и выходного круглого волноводов перекрыто металлической диафрагмой с двумя щелями, симметричными относительно линии, проходящей через середины узких стенок прямоугольного волновода, а также относительно линии, проходящей через середины широких стенок прямоугольного волновода.
Заявляемый возбудитель волны ТЕ01 обладает совокупностью существенных признаков, не известных из уровня техники для изделий подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для полезной модели.
На фиг. 1 показан общий вид и разрез устройства, где: 1 - входной прямоугольный волновод; 2 - металлическая диафрагма; 3 - выходной круглый волновод; 4 - стенка, закорачивающая выходной волновод.
Возбудитель волны ТЕ01 состоит из входного волновода 1, выходного круглого волновода 3, стенки 4, закорачивающей выходной круглый волновод и перпендикулярной его оси, к которой пристыкован своей торцевой стенкой входной волновод, выполненный в виде прямоугольного волновода, оси выходного круглого и входного волноводов совпадают, в соединенных друг с другом торцевых стенках входного и выходного круглого волноводов имеются совмещенные друг с другом отверстия по размеру поперечного сечения прямоугольного волновода, общее отверстие в торцевых стенках входного и выходного круглого волноводов перекрыто металлической диафрагмой 2 с двумя щелями, симметричными относительно линии, проходящей через середины узких стенок прямоугольного волновода, а также относительно линии, проходящей через середины широких стенок прямоугольного волновода.
Возбудитель волны ТЕ01 работает следующим образом.
а
а
Волна ТЕ20, возбуждаемая устройством возбуждения волны ТЕ20 и распространяющаяся во входном прямоугольном волноводе, проходя через диафрагму с щелями, расположенную в совмещенном отверстии входного и выходного волноводов по форме прямоугольного волновода, возбуждает поле волны ТЕ01 в выходном круглом волноводе. Это происходит за счет особой структуры поля волны ТЕ20, и благодаря особой форме щелей металлической диафрагмы. Естественно, кроме волны ТЕ01 возбуждаются и другие высшие типы волн, однако размеры волноводов выбраны так, чтобы фазовые скорости волн ТЕ20 во входном прямоугольном волноводе и ТЕ01 в выходном круглом волноводе совпадали. Фазовые скорости волн ТЕ20 и ТЕ01 совпадают, когда выполняется соотношение =1,64r, где  - длина широкой стенки прямоугольного волновода, r - радиус выходного круглого волновода. Таким образом, остальные волны испытывают отражение от места соединения волноводов, что позволяет трансформировать волну ТЕ10 в волну ТЕ01 с малыми потерями.
Для подтверждения правильности выбранного технического решения была смоделирована полезная модель возбудителя волны ТЕ01, у которой получены следующие технические характеристики:
- вносимые потери на рабочей частоте - 0,05 дБ.
0
- полоса рабочих частот по уровню вносимых потерь 1 дБ - 0,03f.
На основании проведенного моделирования можно сделать вывод, что возбудитель волны ТЕ01 по своим электрическим характеристикам превосходит аналоги по габаритным характеристикам и критерию минимальных вносимых потерь.