волноводный поляризатор

Формула изобретения

Волноводный поляризатор, содержащий отрезок круглого волновода и фазосдвигающую секцию, состоящую из тонкой диэлектрической пластины, на поверхности которой выполнена проводящая конфигурация, отличающийся тем, что тонкая диэлектрическая пластина установлена в круглом волноводе с небольшим зазором, при этом крепление тонкой диэлектрической пластины к стенке круглого волновода осуществлено с помощью эластичных диэлектрических стоек, закрепленных на двух противоположных кромках тонкой диэлектрической пластины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в технике СВЧ, в частности, в технике спутникового телевидения.

Известен волноводный поляризатор, содержащий отрезок круглого волновода и расположенную в нем фазосдвигающую секцию, состоящую из решетки металлических штырей, закрепленных на стенке волновода и установленных в одной плоскости [1]. Штыри могут устанавливаться в два ряда.

Недостатками этого устройства являются недостаточно высокая развязка по поляризации в рабочем диапазоне частот, трудность изготовления и невозможность изменения типа поляризации, так как штыри закреплены на стенке волновода.

Известен волноводный поляризатор, состоящий из отрезка круглого волновода и расположенной в нем фазосдвигающей секции в виде диэлектрической пластины [2].

Недостатками этого устройства являются недостаточно высокие радиотехнические характеристики, в частности невысокие уровни развязки по поляризации и согласования пластины из-за ее значительной толщины. Кроме того, часто пластина выполняется из пластического материала, что приводит к значительным изменениям высоты пластины при температурных перепадах. Это вызывает необходимость дополнительного механического крепления пластины из-за возможности ее сжатия и выпадения из волновода на морозе.

Известен волноводный поляризатор, состоящий из отрезка круглого волновода и расположенной в нем фазосдвигающей секции в виде тонкой диэлектрической пластины, на которой выполнен продольный плоский проводник [3]. Толщина диэлектрической пластины составляет от 0,5 мм до 1 мм.

Недостатком этого устройства является трудоемкость крепления тонкой пластины в волноводе путем, например, приклеивания к стенке волновода. В этом случае повернуть пластину для изменения типа поляризации невозможно. Кроме того, невозможно использовать направляющие наплывы, выполненные на стенках круглых волноводов современных облучателей С-диапазона, серийно изготавливаемых литьевым способом. Эти наплывы предназначены для требуемой ориентации серийных толстых диэлектрических пластин толщиной от 5 мм до 12 мм.

Известен волноводный поляризатор, состоящий из отрезка круглого волновода и расположенной в нем фазосдвигающей секции в виде тонкой диэлектрической пластины, на которой выполнена густая решетка из плоских диполей [4].

Недостатками этого устройства также являются трудоемкость крепления пластины к стенкам волновода и невозможность использования направляющих наплывов, выполненных на стенках круглых волноводов современных облучателей, для требуемой ориентации тонких пластин, что приводит к неудобствам при монтаже пластины.

В основу настоящего изобретения положена задача создать волноводный поляризатор, который обеспечивал бы удобство крепления пластины. Поставленная задача решается тем, что в волноводный поляризатор, содержащий отрезок круглого волновода и фазосдвигающую секцию, состоящую из тонкой диэлектрической пластины, на поверхности которой выполнена проводящая конфигурация, согласно изобретению, тонкая диэлектрическая пластина установлена в круглом волноводе с небольшим зазором, при этом крепление тонкой диэлектрической пластины к стенке круглого волновода осуществлено с помощью эластичных диэлектрических стоек, закрепленных на двух противоположных кромках тонкой диэлектрической пластины.

Такое выполнение волноводного поляризатора позволяет уменьшить трудоемкость и повысить удобство крепления тонкой металлодиэлектрической пластины поляризатора.

Изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг.1 изображен вариант крепления тонкой металлодиэлектрической пластины поляризатора в круглом волноводе с литейным уклоном и направляющими наплывами;

на фиг.2 изображен вариант крепления тонкой металлодиэлектрической пластины поляризатора в регулярном круглом волноводе.

Волноводный поляризатор по фиг.1 содержит отрезок круглого волновода 1 с расположенной в нем фазосдвигающей секцией, выполненной в виде тонкой диэлектрической пластины 2, расположенной в плоскости, проходящей через ось 3 волновода 1. На диэлектрической пластине 2 выполнена проводящая конфигурация, например, в виде густой решетки из девяти плоских коротких диполей 4. Плоские диполи 4 изготовлены, например, методом травления тонкого фольгированного диэлектрического листа. Тонкая пластина 2 установлена в круглом волноводе 1 с небольшим зазором, а ее крепление осуществлено, например, с помощью двух эластичных диэлектрических стоек 5, закрепленных на двух противоположных кромках 6 пластины 2. Две эластичные стойки 5 расположены посередине тонкой пластины 2. Кромки 6 тонкой пластины 2 расположены посередине эластичных стоек 5. Ширина стоек 5 совпадает с расстоянием между соседними направляющими наплывами 7, выполненными на стенке круглого волновода 1, что позволяет расположить тонкую пластину 2 с помощью направляющих наплывов 7 под требуемым углом (45 градусов) по отношению к плоскости вектора электрического поля линейно поляризованной волны. Эластичные стойки 5 могут быть выполнены, например, из полиэтилена или молекулярного клея и наплавлены на кромки 6, в которых для надежности соединения могут быть выполнены отверстия для образования перемычки в эластичном материале.

Волноводный поляризатор по фиг.2 содержит отрезок круглого волновода 8 с расположенной в нем фазосдвигающей секцией, выполненной в виде тонкой диэлектрической пластины 9, на поверхности которой выполнена проводящая конфигурация, например, в виде продольного плоского проводника 10. Тонкая пластина 9 закреплена на стенке регулярного круглого волновода 8, например, с помощью четырех эластичных стоек 11, закрепленных на противоположных кромках 12 пластины 9 вблизи ее углов.

Рассмотрим принцип действия поляризатора (фиг.1, 2). Тонкая диэлектрическая пластина 2 или 9 выполняет роль подложки для проводящей конфигурации 4 или 10, обеспечивающей основной вклад в формирование поля круговой поляризации. При этом металлодиэлектрическая пластина поляризатора обладает более высокими радиотехническими характеристиками по сравнению с диэлектрической пластиной. Металлодиэлектрическая пластина лучше согласована в обеих плоскостях и обеспечивает повышение уровня развязки по поляризации. Кроме того, металлодиэлектрическая пластина компактна, широкополосна и технологична, так как может быть изготовлена на основе технологии печатных плат с применением листов из непластичного материала, например стеклотекстолита. Для крепления тонкой металлодиэлектрической пластины в круглом волноводе 1 или 8 предлагается использовать эластичные диэлектрические стойки 5 или 11, закрепленные на ее кромках 6 или 12. Благодаря эластичности материала стоек 5 или 11 пластина поляризатора с усилием вставляется в волновод и остается в нем в подпружиненном состоянии. Пластина может многократно вставляться и выниматься из волновода. Подпружиненная пластина надежно закрепляется в волноводе и не выпадает из-за температурных перепадов. Пластина может быть закреплена и в случае направляющих наплывов 7, выполненных на стенке круглого волновода 1 и предназначенных для толстых пластин. В этом случае металлодиэлектрическая пластина ориентирована в волноводе точно под требуемым углом. В случае круглого волновода с коническим уклоном (фиг.1) пластина с двумя эластичными стойками 5 автоматически располагается в рабочем сечении волновода, определяемом расстоянием между стойками 5. Таким образом, тонкая металлодиэлектрическая пластина благодаря эластичным стойкам 5 или 11 устанавливается в круглом волноводе 1 или 8 надежно, точно в требуемом положении, с малой трудоемкостью и за короткое время, что обеспечивает удобство монтажа пластины.

Настоящее изобретение целесообразно использовать в облучателях, предназначенных для приемных установок спутникового телевидения.

Источники информации

1. Жук М.С., Молочков Ю.Б. Проектирование линзовых, сканирующих, широкодиапазонных антенн и фидерных устройств, М., «Энергия», 1973 г., стр.146, рис.3-14(д).

2. Сазонов Д.М., Гридин А.Н., Мишустин Б.А. Устройства СВЧ, «Высшая школа», 1981, с.245. рис.8.6.

3. Патент СССР №2037921, Н01Р 1/161, 1992.

4. Патент РФ №2265922, Н01Р 1/161, 2004.