Двухдиапазонный облучатель с круговой поляризацией поля

(57) Изобретение относится ктеннам. Цель изобретенияполосы частот высокочастотни упрощение конструкцииразмещением питающего иволновода соосно со второй сго волновода и введением фапластины в одной плоскостиским поляризатором,рупорным ан расширени Го диапазон достигаетс ямоугольног кцией кругло осдвигающе диэлектриче ВиИльинов, А. В, Р, Клепак з Ргоро 919 ЪС И ОБЛУЧАТ ИЕЙ ПОЛЯ обеспечивает работу в двух диапазонах частот круговой поляризацией поля, симметричные диаграммы направленности подиапазону,Однако, наряду с выше указанными достоинствами, известная конструкция облучателя имеет и ряд существенныхнедостатков. Во-первых, узкая полоса частот высокочастотного диапазона, сложностьконструктивной компановки облучателя и аего системы возбуждения. Во-вторых, потери в облучателе, вызванные конструктив- уным исполнением системы возбуждения(боковое возбуждение круглых волноводов),наличием поглощающих элементов, Втретьих, дополнительные потери в ВЧ диапазоне за счет работы круглого волновода в Сдодномодовом режиме. В-четвертых, малаяэлектрическая прочность облучателя за счетдифракционного способа возбуждения сек- дций круглых вол новодов. Цель изобсы частот высо рощение констУкаэанная двухдиапазоннляризацией по сширение поло- диапазона и упГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) ДВУХДИАПАЗОННЬКРУГОВОЙ ПОЛЯРИЗАЦ Изобретениеотносится 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, невозможносгь работы с круговой поляризацией поля. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является 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 етения - раочастотногоукции.цель достигается тем, что в м облучателе с круговой поя, содержащем рупор, сек 1758733поляризатором низкочастотного диапазона.На чертеже показан двухдиапазонный 20 чертеже. состоит из рупора 1, установленного на раскрыве круглого оолновода 2, ди 30 35 40 45 50 55 цию круглого волновода с диэлектрическим поляризатором низкочастотного диапазона, прямоугольный волновод низкочастотного диапазона, размещенный перпендикулярно оси круглого волновода и связанный с его внутренней областью посредством продольной щели, прямоугольный волновод высокочастотного диапазона согласно изобретения, прямоугольный волновод высокочастотного диапазона соединен соосно через введенный плавный переход с секцией круглого волновода, причем между прямоугольным волнооодом низкочастотного диапазона и плавным переходом установлена введенная диэлектрическая фазосдвигающая пластина в одной плоскости с диэлектрическим облучатель с круговой поляризацией поля, Двухдиапазонный облучатель с кругооой поляризацией поля, изображенный на электрического поляризатора 3 и фазосдвигающей пластины 4 внутри круглого волновода 2, питающего прямоугольного оолновода 5 НЧ диапазона, связанного череэ щель 6 с внутренней областью круглого волновода 2, питающего прямоугольного волновода ВЧ диапазона 8, возбуждающего круглый волнооод 2 через плавный переход 7. Диэлектрический поляризатор НЧ диапазона и фазосдвигающая пластина ВЧ диапазона установлены о одной плоскости, Плоскости, в которых расположены широкие стенки прямоугольных возбуждающих волноводов ВЧ и НЧ диапазонов взаимно перпендикулярны. Двухдиапазонный облучатель работает следующим образом.Принимаемая волна круговой поляризации НЧ диапазона преобразуется поляризатором 3 о волну линейной поляризации, через продольную щель 6 возбуждает прямоугольный волновод 5 и поступает в приемный тракт.Электромагнитная линейно-поляризованная волна диапазона ВЧ, проводимая прямоугольным волнооодом 8 через плавный переход 7 возбуждает круглый волновод 2, Фазосдвигающая пластина 4 преобразует линейно поляризованную волну о волну эллиптической поляризации, которая проходя далее по волноводу 2 через диэлектрический поляризатор 3 трансформируется о волну круговой поляризации и излучается рупором 1. Размеры фаэосдвигающей пластины выбираются такими, чтобы 5 10 15О 1 х) = У 11 у(х),где- критическое волновое число;1 - длина поляризатора НЧ,5, Зная величину 92(х), производят расчет геометрических размеров фазосдвигающей пластины с учетом места ее установки (в волноводе НЧ или ВЧ),6. Определяется требуемый дополнительный фазовый сдвиг (Ъ (х) дл получения волны круговой поляризации;92 (х) =л /2 п - 01 (х),01 (х) сдвиг фазы,где 2 и - ближний к кратныйЛ,и = 1,2,3В результате экспериментального исследования макета облучателя (без рупора)установлено. что заявляемая конструкцияобеспечивает коэффициент эллиптичностине хуже 0,7 в диапазоне частот 20 - 22 ГГц и42-44,5 ГГц,По сравнению с прототипом заявляемый обьект имеет следующие технико-зкономические преимущества: увеличиваетсяполоса частот в ВЧ диапазоне; упрощаетсяконструкция облучателя. облучатель выполнен на одной волноводной секции; уменьпосле последовательного прохождения через нее и диэлектрический поляризатор НЧ диапазона волна ВЧ диапазона приобретала круговую поляризацию,Порядок определения размеров фазосдоигающей пластины при известных размерах поляризатора НЧ диапазона следующий,1, Определяется отношение площади сечения пластинки поляризатора к площади поперечного сечения волновода НЧ диапазонаЧ = 5 с /8 = 4 й/7 г О 1,где б 1 - толщина пластинки поляризатора;01 в диаметр волнооода НЧ диапазона, 2, Определяются величина д = ( е - 1) у и эквивалентные диэлектрические проницаемости е 1 = 1+ 2 д и е 2 =1+ д,где е - -диэлектрическая проницаемость поляризатора,3, Определяется нормированная частота х и значение функции у(х):Х = г 2/Гкр 1,где 12 - средняя частота ВЧ диапазона;Гр 1 - кРитическаЯ частота кРУглого волнооода НЧ диапазона.4, Определяется фазовый сдвиг 81 (х), приобретаемый волной ВЧ диапазона при прохождении через поляризатор НЧ диапазона:1758733 Составитель А.Грос Техред М,Моргентал Корректор А.Мотыл дактор М.Циткина Тираж Подписноеенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 3005 ВНИИПИ Го ьский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 изводственно-и шаются поперечные размеры облучателя, следовательно, увеличивается коэффициент зеркальной антенны; повышается коэффициент полезного действия облучателя за счет уменьшения потерь; увеличивается электрическая прочность облучателя за счет отсутствия выступов, изгибов т.д., а следовательно, расширяется область применения разработанной конструкции; устраняется необходимость совмещения фазовых центров излучателей различных диапазонов, т.к. имеет место один излучающий раскрыв, уменьшаются трудозатраты на изготовление облучателя,Формула изобретения Двухдиапазонный облучатель с круговой поляризацией поля, содержащий последовательно соединенные рупор, секцию круглого волновода низкочастотного диапазона с поляризатором в виде диэлектрической пластины, прямоугольный волновод низкочастотного диапазона, размещенный перпендикулярно к оси секции круглого волновода и связанный с его внутренней обла стью посредством продольной щели,прямоугольный волновод высокочастотного диапазона, отличающийся тем, что, с целью расширения полосы частот высокочастотного диапазона и упрощения конст рукции, пряиоугольный волноводвысокочастотного диапазона соединен соосно через введенный плавный переход с секцией круглого в)лновода, причем между прямоугольным волноводом ниэкочастотно го диапазона и плавным переходом установлена введенная дополнительная диэлектрическая фазосдвигающая пластина. размещенная в одной плоскости с диэ-лектрической пластиной.го