Двухдиапазонный облучатель с круговой поляризацией поля

(19) 111) 51)5 Н О 1 О 13/02 ТОРСКОМУ СВИ ТВУ порным анасширение диапазона остигается волновода осно с секдением фаплоскости ом низкочаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(56) ЕЕЕ Тгапз. Аптеппав апб Ргород 984Ч, 32, М 10, р. 1108-1111.(54) ДВУХДИАПАЗОН Н ЫЙ ОБЛУЧАТЕЛ Ь СКРУГОВОЙ ПОЛЯРИЗАЦИЕЙ ПОЛЯ Изобретение относится к антенной технике СВЧ диапазона и может быть использовано в качестве облучателя зеркальных антенн радиотехнических станций различного назначения, в частности, в антеннах радиорелейных и космических станций.Известны конструкции двухдиапазонных излучателей, содержащих секции круглых .волноводов, соединенных последовательно либо. параллельно, питающие волноводы, Такие излучатели обеспечивают работу в двух диапазонах частот.Недостатками известных конструкций облучателей являются малый разнос частот между выделенными участками диапазонов, сложность конструктивного исполнения системы возбуждения, невозможность работы с круговой поляризацией поля.Наиболее близкими по технической сущности к заявляемому устройству являет-ся облучатель с круговой поляризацией поля, содержащий две круглых волноводных секции разного диаметра, соединенных соосно и возбуждаемых прямоугольными волноводами. перпендикулярно расположенными их продольной оси, диэлектрические поляризаторы в каждой секции. Облучатель обеспечивает работу в двух(57) Изобретение относится к ру теннам. Цель изобретения - р полосы частот высокочастотного и упрощение конструкции - д размещением прямоугольного высокочастотного диапазона со цией круглого волновода и вве зосдвигающей пластины водной с диэлектрическим поляризатор стотного диапазона.ил. диапазонах частот круговой поляризациейполя, симметричные диаграммы направленности (ДН) по диапазону,Однако, наряду с выше указанными достоинствами, известная конструкция облучателя имеет и ряд существенныхнедостатков. Во-первых, узкая полоса частот высокочастотного диапазона, сложностьконструктивной компановки облучателя иего системы возбуждения, Во-вторых поте аваевари в облучателе, вызванные конструктивным исполнением системы возбуждения(боковое возбуждение круговых волново- Мдов), наличием поглощающих элементов. В- СОтретьих, дополнительные потери в ВЧдиапазоне за счет работы круглого волново- ( Дда в одномодовом режиме. В-четвертых, малая электрическая прочность облучателя засчет диФраксионного.способа возбуждениясекций круглых волноводов.Цель изобретения - расширение полосы частот высокочастотного диапазона и упрощение конструкции,Указанная цель достигается тем, что вдвухдиапазонном облучателе с круговой поляризацией тока, содержащем рупор, первую секцию круглого вол новоданизкочастотного диапазона с диэлектриче 1758732.ским поляризатором, прямоугольный волновод, размещенный перпендикулярно оси круглого волновода и связанный с его внутренней областью посредством продольной щели, вторую секцию круглого волновода 5 высокочастотного диапазона с питающим прямоугольным волноводом, согласно изобретению, первая и вторая секции круглого волновода соединены последовательно посредством плавного перехода, а питающий 10 прямоугольный волновод размещен соосно со второй секцией круглого волновода и соединен с ней посредством плавного перехода, причем, во вторую секцию круглого волновода введена диэлектрическая фаэос двигающая пластина в одной плоскости с диэлектрическим поляризатором.На чертеже представлен двухдиапазонный облучатель с круговой поляризацией поля. 20Двухдиапазонный облучатель с круговой поляризацией поля выполнен в виде рупора 1, установленного на раскрыве круглого волновода 2, диэлектрического поляризатора 3 внутри круглого волновода 2, 25 питающего прямоугольного волновода 5 НЧ диапазона; связанного через щель 4 с внутренней областью круглого волновода 2. второй секции круглого волновода меньшего сечения 7, соединенной с волноводом 2 30 плавным переходом 6, фазосдвигающей пластины 8 диапазона ВЧ, прямоугольного волновода 10, возбуждающего в ВЧ диапазоне круглую волноводную секцию 7 через плавный переход 9, Диэлектрический поля ризатор НЧ диапазона и фазосдвигающая пластина ВЧ диапазона установлены водной плоскости.Двухдиапазонный облучатель работает следующим образом, 40Принимаемая волна круговой поляризации НЧ диапазона преобразуется поляризатором 3 в волну линейной поляризации и через продольную щель 4 возбуждает прямоугольный волновод 5 и поступает в при емный тракт,Электромагнитная линейно-поляризованная волна диапазона ВЧ, подводимая прямоугольным волноводом 10 через плавный переход 9, возбуждает круглый волно вод 7, Фаэосдвигающая пластина 8 преобразует линейно поляризованную волну в волну эллиптической поляризации, которая через плавный переход 6 возбуждает круглый волновод. . 55Проходя через диэлектрический поляризатор 3, волна эллиптической поляризации трансформируется в волну круговой поляризации и излучается рупором 1, Размеры фазосдвигающей пластины выбира ются такими, чтобы после последовательного прохождения через нее и диэлектрический поляризатор НЧ диапазона волна ВЧ диапазона приобретала круговую поляризацию,Порядок определения размеров фазосдвигающей пластины при известных размерах поляризатора НЧ диапазона следующий.1, Определяется отношение площади сечения пластинки поляризатора к площади поперечного сечения волновода НЧ диапа- зона у(х) = 4. Определяется фазовый сдвиг 01(х), приобретаемый волной ВЧ диапазона при прохождении через поляризатор НЧ диапазона;(Э 1 (х). =1 У(х),где у- критическое волна1 - длина поляриэато5. Определяется требтельный фазовый сдвиг длны круговой поляризации82(х) --и - 01(х все число;а НЧ.уемый дополния получения вол 01(х) Сдви лижний д кратныйи = 1,2,3 д 6, Зная величину 82 х), произ чет геометрических размеров фаз щей пластины с учетом ее места(в волноводе НЧ или ВЧ),В результате экспериментал ледования макета облучателя (б установлено, что заявляемая ко обеспечивает коэффициент элл не хуже 0,7 в диапазоне частот 2 42-44,5 ГГц,По сравнению с прототипом мый обьект имеет следующие теводят рас- осдвигаю- установки ьного иссз рупора) струкция птичности-22 ГГц и заявляе- нико-эко У = Я /Я = 4 б 1/Л 01,где б 1 - толщина пластины поляризатора;О - диаметр волновода НЧ диапазона,2. Определяются величинад =( е - 1) у иэквивалентные диэлектрические проницаемости к 1 = 1 + 2 д и е 2 = 1 + 2 д,где е-диэлектрическая проницаемость поляризатора,3. Определяется нормированная часто-.та х и значение функции у(х):Х = 12/кр 1,где Г 2 - средняя частота ВЧ диапазона;бакр - КРИтИЧЕСКал ЧаСтата КРУГЛОГО ВОЛновода ВЧ диапазона;1758732 оставитель А.Грос ехред М.Моргентал Редактор М,Циткина Корректор Н.Гун Заказ 3005 ВНИИПИ Гос Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 номические преимущества: увеличивается полоса частот в ВЧ диапазоне; упрощается конструкция облучателя, облучатель выполнен на одной волноводной секции: уменьшаются поперечные размеры облучателя, следовательно, увеличивается эффективность зеркальной антенны: повышается коэффициент полезного действия облучателя за счет уменьшения потерь; увеличивается электрическая прочность облучателя за счет отсутствия выступов, изгибов и т,да следовательно, расширяется область а применен.ия разработанной конструкции; устраняется необходимость совмещения фазовых центров излучателей различных диапазонов, т.к. имеет место один излучающий раскрыв; уменьшаются трудозатраты на изготовление облучателя.Ф ормул а из обре те н и я Двухдиапазонный облучатель с круговой поляризацией поля. содержащий последовательно соединенные рупор, первую секцию круглого волновода низкочастотного диапазона с поляризатором, выполненным в виде диэлектрической пластины, прямоугольный волновод, размещенный перпендикулярно к оси первой секции круг лого волновода и связанный с его внутренней областью посредством, продольный щели, вторую секцию круглого волновода высокочастотного диапазона с питающим прямоугольным волноводом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения полосычастот высокочастотного диапазона и упрощения конструкции, первая и вторая секции круглого волновода соединены последовательно посредством введенного плавного 15 перехода, а питающий прямоугольный волновод размещен соосно с второй секцией круглого волновода и соединен с ней посредством введенного плавного перехода, причем, во вторую секцию круглого волно вода введена диэлектрическая фазосдвигающая пластина, размещенная в плоскости с диэлектрической пластиной,