Волноводный переход

Предлагаемый волноводный переход может использоваться в волноводной, антенной и СВЧ-измерительной технике. Волноводный переход состоит из входного и выходного волноводов, расположенных под прямым углом один относительно другого, в которых из одного в другой распространяется СВЧ-сигнал основной моды. При этом узкая стенка входного волновода совмещена с широкой стенкой выходного волновода, а узкая стенка выходного волновода совпадает с закороченным торцем входного волновода. Для упрощения конструкции и технологии изготовления волноводного уголка, при сохранении рабочей полосы частот входной волновод имеет диэлектрическое заполнение с >1, содержит согласующий плоский отражатель, наклоненный под углом =145°÷165° к узкой стенке входного волновода и имеющий длину , где a₁ - широкая стенка входного волновода.

Предлагаемая полезная модель относится к радиотехнической промышленности и может использоваться в волноводной, антенной и СВЧ-измерительной технике.

Известен волноводный уголок в Н-плоскости [Пат. Японии 59-27521, заявл. 1979 г., опубл. 1984 г.], состоящий из двух повернутых на 90° относительно друг друга в Н-плоскости прямоугольных волноводов одинакового сечения, плоского отражателя и согласующего стержня, расположенных в зоне изгиба, при этом стержень соединяет плоский отражатель и противолежащее ему ребро сопряжения двух узких стенок волноводов.

Основными недостатками этого известного технического решений являются: поворот направления распространения только в одной плоскости (в плоскости Н) и одинаковые сечения входного и выходного волноводов.

Известен волноводный уголок [Пат. России 2171522 C1, H01Р 1/02, заявл. 2000 г., опубл. 2001 г.], содержащий входной и выходной волноводы с отражателями, расположенные под прямым углом один относительно другого, в которых узкая стенка входного волновода совмещена с широкой стенкой выходного волновода, а плоский отражатель входного волновода наклонен под углом 130°÷140° к его узкой стенке и имеет длину Д₁=(1÷1,2)а ₁, где а₁ - размер широкой стенки входного волновода. При этом отражатель в виде трехгранной призмы установлен так, что одна ее грань совпадает с широкой стенкой входного волновода, другая - с совмещенной стенкой входного и выходного волноводов, третья имеет длину от основания до начала усечения Д₂ =(0,75±0,05)а₂, где а₂ - размер широкой стенки выходного волновода, а основание призмы представляет собой прямоугольный треугольник с размерами катетов h=(0,6+0,15)в, где в - максимальный из размеров узкой стенки входного или выходного волноводов, лежит в плоскости узкой стенки выходного волновода, ближайшей к плоскому отражателю входного волновода, и находится на расстоянии =(0,15+0,05)_B1 от торца входного волновода, где _в1 - длина волны во входном волноводе, при этом усеченная часть призмы плавно скошена на длине l=(1,2±0,1)h в направлении к входу.

Основными недостатками этого технического решения являются: его конструктивная сложность и не технологичность, а также малая рабочая полоса частот.

Наиболее близким по своей технической сущности является волноводный уголок [Пат. России 2267192 C1, H01Р 1/02, заявл. 2004 г., опубл. 2005 г.] содержащий входной и выходной волноводы, расположенные под прямым углом один относительно другого, в которых из одного в другой распространяется СВЧ-сигнал основной моды и у которых узкая стенка входного волновода совмещена с широкой стенкой выходного волновода, и два отражателя, один из них плоский отражатель входного волновода наклонен под углом =130°÷140° к его узкой стенке, а другой отражатель установлен так, что одна его грань совпадает с широкой стенкой входного волновода, а другая с совмещенной стенкой входного и выходного волноводов, при этом плоский отражатель входного волновода имеет длину Д=(0,7÷0,95)а₁, где a ₁ - размер широкой стенки входного волновода, а другой отражатель выполнен в виде четырехгранной прямой призмы, имеющей длину L=(0,65÷1,0)a₂, где а₂ -размер широкой стенки выходного волновода, причем одно из ее оснований совпадает с закороченным торцом входного волновода и имеет длину стороны, параллельной широкой стенке входного волновода, l ₁, равную (0,4÷0,6)b₁ где b₁ - размер узкой стенки входного волновода, а длину стороны, параллельной узкой стенке входного волновода, l₂, равную (0,5÷0,95)b ₂, где b₂ - размер узкой стенки выходного волновода.

Основными недостатками этого технического решения являются его: большие габаритные размеры, конструктивная сложность и не технологичность.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что волноводный переход состоит из входного и выходного волноводов, расположенных под прямым углом один относительно другого, в которых из одного в другой распространяется СВЧ-сигнал основной моды. При этом узкая стенка входного волновода совмещена с широкой стенкой выходного волновода, а узкая стенка выходного волновода совпадает с закороченным торцем входного волновода.

Новыми признаками предлагаемого волноводного перехода является то, что входной волновод имеет диэлектрическое заполнение с >1, содержит согласующий плоский отражатель, наклоненный под углом =145°÷165° к узкой стенке входного и имеющий длину , где a₁ -широкая стенка входного волновода.

Технический результат предлагаемого решения заключается в уменьшении габаритного размера входного волновода в раз, за счет введения в него диэлектрического заполнения, упрощении конструкции и повышении технологичности при сохранении широкой рабочей полосы частот.

На фиг.1 приведен пример выполнения волноводного перехода.

На фиг.2 вид по стрелке А.

На фиг.3 вид по стрелке В.

На фиг.4 приведен график зависимости коэффициента стоячей волны (КСВ) от частоты для различных реализации волноводного перехода, размеры которого представлены в таблице 1.

Волноводный переход состоит из входного волновода 1(с диэлектрическим заполнением >1), выходного волновода 2, совмещенной стенки входного и выходного волноводов 3, закороченного торца входного волновода 4, согласующего плоского отражателя входного волновода 5.

Принцип работы предлагаемого волноводного перехода заключается в следующем: СВЧ-сигнал, поступивший во входной волновод 1, отразившись от закороченного торца входного волновода 4 и согласующего плоского отражателя входного волновода 5 проходит в выходной волновод 2. Поворот направления распространения электромагнитной волны на 90° в Н-плоскости и на 90° в Е-плоскости обеспечен с помощью согласующего плоского отражателя 5 во входном волноводе. Согласование предлагаемого волноводного перехода по КСВ, при различных сечениях входного и выходного волноводов, обеспечено за счет оптимального выбора размеров согласующего плоского отражателя 5 (параметров d и ).

Упрощение конструкции и технологии изготовления волноводного перехода, а также сохранение широкой рабочей полосы частот достигнуто за счет удаления из входного волновода согласующей четырехгранной призмы, и заполнением его диэлектриком с >1, изменения угла наклона согласующего плоского отражателя , изменения его размера d.

Результаты практической реализации предложенного технического решения не вызывают сомнения. Изготовлены и прошли испытания образцы волноводных переходов различных сечений, с диэлектрическим заполнением различного , для различных частот. Испытания подтвердили достижение заявленного технического эффекта.

Волноводный переход, содержащий входной и выходной волноводы, расположенные под прямым углом один относительно другого, в которых из одного в другой распространяется СВЧ-сигнал основной моды, узкая стенка входного волновода совмещена с широкой стенкой выходного волновода, узкая стенка выходного волновода совпадает с закороченным торцем входного волновода, и согласующий плоский отражатель во входном волноводе, отличающийся тем, что входной волновод заполнен диэлектриком с >1, а согласующий плоский отражатель наклонен под углом =145°÷165° к узкой стенке входного и имеет длину , где a₁ - размер широкой стенки входного волновода.