фазосдвигающее устройство
Классы МПК: | H01Q15/24 поляризующие устройства; поляризационные фильтры H01P1/16 для выбора типа волны, например подавления или возбуждения; для преобразования типа волны |
Автор(ы): | |
Патентообладатель(и): | Войсковая часть 35533 |
Приоритеты: |
подача заявки:
1996-01-09 публикация патента:
20.12.1997 |
Фазосдвигающие устройства, состоящие из каскада проволочных сеток, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга. Для расширения полосы рабочих частот и уменьшения расстояния между стенками в проводники периодически включаются сосредоточенные емкостные нагрузки. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Фазосдвигающее устройство, состоящее из N 2 проволочных решеток, расположенных на расстоянии dn (n 1) одна от другой, отличающееся тем, что в плоские проводники решеток включены емкостные нагрузки, емкость CN которых при сдвиге фазы на![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099242/981.gif)
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099175/960.gif)
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099835/2099835-6t.gif)
где T1 период включения емкостных нагрузок;
T2 период расположения проводников в решетках;
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099005/916.gif)
W волновое сопротивление свободного пространства;
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099108/955.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к СВЧ-технике и может быть использовано как элемент антенн с эллиптической поляризацией в системах космической связи. Известны [1] фазосдвигающие устройства в виде каскада из проволочных решеток, при прохождении через которые электромагнитной волны осуществляется необходимый набег фазы в заданной полосе частот, определяемый конструктивными характеристиками устройства: расстоянием между соседними решетками в каскаде d, периодом решетки T и эквивалентным радиусом проводника a, который определяется формой сечения проводника. На базе фазосдвигающих устройств выполняются проходные преобразователи поляризации электромагнитного поля, в частности линейной и эллиптическую, линейной в линейную с поворотом поляризации на заданный угол. Простейшим фазосдвигающим устройством, полностью преобразующим линейную поляризацию в круговую на частоте f0, является каскад из двух одинаковых решеток, где расстояние между решетками составляет 0,375![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099108/955.gif)
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099160/961.gif)
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099835/2099835-2t.gif)
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099108/955.gif)
Добавление третьей решетки позволяет расширить функциональные возможности фазосдвигающего устройства. Становится возможным реализовать поворот линейной поляризации на заданный угол, а также увеличение ширины полосы преобразования линейной поляризации в эллиптическую. Расчетная ширина полосы коэффициента эллиптичности по уровню 1 дБ для каскада из трех решеток с параметрами
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099835/2099835-3t.gif)
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099160/961.gif)
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099160/961.gif)
Очевидно, что такие фазовращатели имеют достаточно большую толщину, что является ограничивающим фактором при их использовании в мобильных радиосистемах. Целью изобретения является уменьшение толщины проволочного фазосдвигающего устройства и расширение полосы частот для заданного фазового сдвига. Указанная цель достигается за счет периодического включения в проводники фазосдвигающего устройства реактивных нагрузок. На чертеже изображено N-слойное фазосдвигающее устройство на основе проволочных сеток, расположенных на расстоянии dn друг от друга, в проводники которых с периодом T1n включены емкостные нагрузки Xn. В двухкаскадном фазосдвигающем устройстве для обеспечения заданного набега фазы толщина структуры должна удовлетворять равенству
tg2кd = -tg
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099242/981.gif)
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099175/960.gif)
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099108/955.gif)
а величина нормированной проводимости периодически включаемой нагрузки b 2ctgкd. Величина нормированной проводимости однозначно связана с конструктивными параметрами устройства:
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099835/2099835-4t.gif)
где W волновое сопротивление свободного пространства,
T1 период включения реактивных нагрузок,
T2 период расположения проводников в структуре,
Xн импеданс реактивной нагрузки,
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099005/916.gif)
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099242/981.gif)
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099338/176.gif)
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099108/955.gif)
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099835/2099835-5t.gif)
Такой двухкаскадный фазовращатель может быть использован как поляризатор, преобразующий линейно поляризованную плоскую волну, нормально падающую на фазовращатель, таким образом, что вектор электрической составляющей направлен под углом 45o к проводникам, в волну с эллиптической поляризацией. Двухкаскадный поляризатор, у которого T1 T2 0,05
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099108/955.gif)
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099108/955.gif)
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099108/955.gif)
Как отмечалось выше, за счет добавления третьей решетки может быть расширена полоса рабочих частот по заданной величине набега фазы. Установлено, что при величинах реактивных нагрузок, выбранных согласно соотношениям
b1=b3=[(cosкd+sinкd)sinкd]-1,
b2=-ctg2кd+2ctgкd+1,
где b1=b3 нормированные проводимости нагрузок крайних решеток,
b2 нормированные проводимости нагрузок средней решетки,
трехслойное фазосдвигающее устройство осуществляет сдвиг фазы на v = -
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099175/960.gif)
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099108/955.gif)
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099108/955.gif)
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099005/916.gif)
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099108/955.gif)
Таким образом, за счет периодического включения реактивных нагрузок в проводники фазосдвигающего устройства удается в 3 раза уменьшить толщину устройства, увеличив при этом в 1,5 раза полосу рабочих частот. Кроме того, трехслойный фазовращатель с
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099242/981.gif)
![фазосдвигающее устройство, патент № 2099835](/images/patents/373/2099175/960.gif)
Класс H01Q15/24 поляризующие устройства; поляризационные фильтры
трансрефлектор - патент 2439757 (10.01.2012) | ![]() |
устройство для преобразования поляризации электромагнитной волны - патент 2316857 (10.02.2008) | ![]() |
твистрефлектор - патент 2201022 (20.03.2003) | |
способ адаптивного преобразования поляризации радиосигналов - патент 2090963 (20.09.1997) |
Класс H01P1/16 для выбора типа волны, например подавления или возбуждения; для преобразования типа волны
поляризатор - патент 2526714 (27.08.2014) | ![]() |
волноводный поляризатор - патент 2298862 (10.05.2007) | ![]() |
разделитель круговой поляризации - патент 2179355 (10.02.2002) | |
возбудитель круговой поляризации - патент 2178603 (20.01.2002) | |
разделитель круговой поляризации - патент 2139612 (10.10.1999) | |
преобразователь поляризаций - патент 2136087 (27.08.1999) | |
способ формирования электромагнитного импульса с коротким фронтом - патент 2090970 (20.09.1997) | |
способ адаптивного преобразования поляризации радиосигналов - патент 2090963 (20.09.1997) | |
волноводный переход - патент 2037920 (19.06.1995) | |
волноводный переход - патент 2037919 (19.06.1995) |