Волноводный восьмиплечий мост

СОЮЗ СОВЕ ТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 60579 А 1 О 9 5)5 Н 01 Р 5/18 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ П к технике СВЧ моноимпульсных стан ий и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) 1,Скрыпник Л, В. Условия реализации и основные свойства волноводных восьмиплечих мостов, Иэв. ВУЗов, Радиоэлектроника, 1977, Ф 2, с, 84 - 90.2. Авторское свидетельство СССР М 581533, кл, Н 01 Р 5/18, 1977.(54) ВОРНОВОДНЫЙ ВОСЬМИПЛЕЧИЙ МОСТ(57) Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в моноимпульсных антенных системах. Целью изобретения является обеспечение сложения в одном из выходных отрезков волноводов входных сигналов и вычитания этих сигналов в двух других смежных выходных отрезках волноводов. Волноводнцй восьИзобретение относитсяи может быть использовано вных,антеннах радиолокацион ц станций космической связи.Известны восьмиплечие мосты, представляющие собой комбинацию четырех двойных волноводных тройников, использующихся в схемах питания моноимпульсных антенн. Однако такие устройства сложны, имеют значительную массу и габариты, неудобное расположение входных и Выходных плеч. Этих недостатков лишены волноводные восьмиплечие мосты, описанные в 1).Наиболности к эая ) ее близким по технической сущ вляемому обьекту (прототипом миплечий мост содержит отрезки входных волноводов 1, 2, 3 и 4 и отрезки выходных волноводов 5, 6, 7 и 8 прямоугольного поперечного сечения с общими широкими и узкими стенками, соединенные областью связи 9, длина которой выбрана иэ условия= 5 к (/3 н 1 о - Внг), где Рн 1 о и Рнг 1 - фазовые постоянные волн типа Н 10 и Н 21 в области связи 9 соответственно, В отрезках входных волноводов 1 и 3 включены два фазовращателя 10 и 11 с фаэовым сдвигом р, рвань.м разности набега фаэ волн Н 1 о и Нго на длине области связи 9 и с фазовым сдвигом у+ л соответственно. Выполнение области связи 9 длинойи использование фазовращателей 10 и 11 во входных волноводах 1 и 3 позволяет осуществить одновременно суммарно-разностную обработку четырех входных сигналов. 1 ил.является волноводный восьмиплечии мост 2), содержащий отрезки входных и выходных волноводов прямоугольного поперечного сечения с общими широкими и узкими стенками, соедине нные областью связи, выполненной в виде отрезка многомодового волновода прямоугольного поперечного сечения, широкая стенка которого в уЗ раз больше узкой. Мост обеспечивает равное деление мощности, поданной в один из его входных волноводов, между четырьмя противоположными выходными волноводами. Недостатком прототипа является го, что он не обеспечивает суммирование синфаэных сигналов, поданных в четыре входных волновода, в одном выходном волноводе, а так(1) 50 где р = е, р= фн 10 - Рнго) ,=5 тгУфн 10 - -1 нг 1), Рн 10 инго, /н 21 - фазовые постоянные соответствующих типов волн,- длина многомодового волновода. ке объединение квадратурных разностныхсигналов в двух других волноводах, Этотнедостаток не позволяет, например, испольэовать прототип для реализации двухканальной схемы моноимпульсной 5обработки принимаемых сигналов.Целью изобретения является обеспечение сложения в одном из выходных отрезков волноводов.входных сигналов ивычитание этих сигналов в двух других 10смежных выходных отрезках волноводов.Это позволяет реализовать двухканальнуюсхему моноимпульсной обработки принимаемых сигналов, поскольку в.каждом издвух смежных выходных отрезков волноводов выделяются сигналы ошибки наведенияв двух ортогональных плоскостях слежения,причем эти сигналы имеют относительныйфазовый сдвиг гг/2, что позволяет легкоразделить их при обработке. используя в 20качестве опорного суммарный сигнал из соответствующего отрезка выходного волновода,Поставленная цель достигается тем, чтодлинаобласти связи выбрана из условия25= 5 л фн 10 - Рнг ), где РН 10 и Рнг 1 -фазовые постоянные волн Н 10 и Н 21 в области свяэр соответственно, а в два смежныхпо диагонали входных волновода включеныдва фазовращателя с фазовым сдвигом р, 30равным разности набега фаз волн Н 1 о и Н 2 она длине области связи и с фазовым сдвигом р+ гг соответственно.На чертеже представлена конструкцияустройства. 35Устройство содержит четыре входныхволновода 1, 2, 3, 4, четыре выходных волновода 5, б, 7, 8, область связи 9 и фазовращатели 10, 11, во входных волноводах 1 и 3соответственно, выполненные. например, в 40виде диэлектрических пластин,В соответствии со свойствами моста 11,матрица рассеяния его имеет вид:а 1= А е ", аЗ = С еЦ",аг=В, а 4=0 где 010=5 кфн 10-фнгс)/Ин 10-РН 21) =Р- фазовый сдвиг, вносимый фазовращателем 10,ф 11 = л+ Рг 5 (Рн 10 инго)lфн 10 Рн 21) -р + тг - фазовый сдви, вносимый фаэовращателем 11,Таким образом,(2) а 1 = А Р, а 3 = -С Р,а 2=В, а 4=Р где Р=е,Сигналы Ь 5, Ьв, Ьт. Ьв в отрезках, волноводов 5, 6, 7, 8 определяются в результатеперемножения матриц: ь 11 Ь 5 Г 3 а 1 а аз а 4 О 0 О О,где Ь 1, Ь 2, Ьз, Ь 4 - отраженные сигналы в отрезках волноводов 1, 2, 3, 4.Результат выполнения операции перемножения матриц(3) с учетом выражений (1) и (2) получен в виде: Ьг= Ьз= Ь 4=0,2- (АР Р+ В,+ С Р Р+ Р),12- (АР+ ВР - СР - Р Р),- ( - АР Р+ В - С Р Р+ Р Р),12- (А Р - В Р - СР+ Р Р).12 Ь 1= Ь 5= Ьв= И после несложных преобразованийполучены окончательные выражения длявыходных сигналов; Пусть во входных волноводах 1, 2, 3, 4 возбуждаются синфаэные сигналы с различными (в общем случае) амплитудами (зто может иметь место, например, при амплитудной пеленгации)а 1 = А, аг =. В, аз = С, а 4 = Р.Проходя отрезки волноводов 1 и 3 сигналы а 1 и аз получают задержку по фазе относительно сигналов аг и а 4, проходящих отрезки волноводов 2 и 4, за счет фазовращателей 10 и 11:. ) - С + О) - (А + В)Мп р.12 Как видно из (4), разности амплитуд попарно равных входных сигналов, подаваемых в смежные входные отрезки волноводов, зависят от разности набега фаз волн Н 1 о и Нго на длине области связи, При длине области связи, выбоанной из условия (Рн 10 - 4+го)=- зт (как это имеет место у прототипа) угол р составляет величину 80 О, При этом разности амплитуд попарно равных сигналов, поданных во входные отрезки волноводов, будут существенно различаться. В данном устройстве длина области связи выбрана из условия (/3 н,о - /3 нг 1) = 5 л, поэтому Р- Рн 1 о Рнгп)- 5 2 т(Лн 1 о -,днго) // фН 10 фН 21) 5 Я (5) где р - разность набега фаэ волн Н 1 о и Н 2 о у прототипа,Иэ (5) видно, что угол р моста по сравнению с прототипом составляет 400 =360 + 40, что существенно уменьшает разницу в разностях амплитуд попарно равных сигналов, поданных во входные отрезки волноводов, в выходных отрезках волноводов. Таким образом, восьмиплечий мост позволяет суммировать четыре синфазных сигнала в одном выходном волноводе, объединить разности пар сигналов во времен ной квадратуре в двух других выходныхотрезках волноводов и выравнять амплитуды их квадратурных составляющих,Использование восьмиплечего моста,например, в моноимпульсных системах по зволяет сократить количество приемныхтрактов с трех до двух, обеспечив тем самым уменьшение инструментальных ошибок пеленгования, снизить стоимость моноимпульсных систем, их массогабаритные 15 показатели, существенно упростить СВЧтракт. Формула изобретения Волноводный восьмиплечий мост. со держащий отрезки входных и выходных волноводов прямоугольного поперечного сечения с общими широкими и узкими стенками. соединенные областью связи,выполненной в виде отрезка многомодового 25 волновода прямоугольного поперечного сечения, широкая стенка которого в(3 раз больше узкой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения сложения в одном из выходных отрезков волноводов входных 30 сигналов и вычитания этих сигналов в двух.других смежных выходн ы х отрезках вол новодов, длинаобласти связи выбрана из условия 1 = 5 гг(рн 1 о - Рнг;), где Вн 1 о ифнг 1 - фазовые постоянные волн типа Н 1 о и Нг 1 в области связи соответственно, а в два смежных по диагонали входных волновода включены два фазовращателя с фазовым сдвигом р, равным разности набега фаз волн Н 10 и Нгв на длине области связи и с фазовым сдвигом р+ к соответственно,, Максимишине Коррек едакто Производственно ельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 з 3190 Тираж ВНИИПИ Государственного ко 113035, МоПодписноеета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССРа, Ж, Раушская наб., 4/5