Коректор на елиптичността
Употреба: регулиране на разделянето на поляризацията в микровълнови пътища. Същността на изобретението: коректорът съдържа две ъглови завои на кръгъл вълновод, свързани помежду си с прав участък с дължина, кратна на /4. 1 болен.
Изобретението се отнася до микровълновата технология, по-специално до устройства, предназначени да елиминират паразитни кръстосано поляризирани вълни в кръгов вълновод и могат да се използват във фидерни пътища на радиорелейни линии на комуникационни системи.
Най-важната задача при създаването на комуникационни системи е да се увеличи поляризационната изолация, да се осигури работоспособност в областта както на ниски, така и на високи честоти и лекота на настройка. Това предложение е насочено към решаване на този проблем във връзка с устройства, които коригират елиптичността на сигнала във фидерните пътища.
Известна коректорна елиптичност, състояща се от кръгов вълновод с фазово изместваща плоча вътре, свързан последователно с кръгов вълновод с абсорбираща плоча вътре. Недостатъците на това устройство са големите загуби в работния честотен диапазон и сложността на дизайна.
Най-близък по техническа същност до настоящото изобретение е добре познат коректор на елиптичността, съдържащ два вълноводни прехода, които представляват сегмент от елиптичен вълновод, плавно преминаващ към кръгло напречно сечение в краищата. Размерите на този коректор трябва да осигуряват допълнително фазово изместване на компонентите на електромагнитното поле след преминаването им през коректора, равно по величина и противоположно по знак на фазовото изместване между тези компоненти в кръгъл вълновод. Това води до компенсация на фазовото изместване и липсата на паразитна кръстосано поляризирана вълна в кръгъл вълновод. Постига се промяна в големината на фазовото отместване в коректора за елиптичностчрез промяна на силата на компресия на вълновода, а компенсирането на фазовото изместване се постига чрез завъртане на коректора за елиптичност спрямо надлъжната ос на вълновода.
Недостатъците на прототипа на устройството са ниска поляризационна изолация, неработоспособност в честотен диапазон над 8 GHz и сложност на настройката. Малко разделяне на поляризацията се определя от ограничението на фазовото изместване в коректора поради ограничената възможност за компресия на вълновода. В честотния диапазон над 8 GHz работата на известния коректор на елиптичността не е много ефективна. Това се дължи на факта, че с увеличаване на честотата диаметърът на вълновода намалява, следователно възможността за компресиране на вълновода намалява. Сложността на настройката на коректора се определя от необходимостта да се сглоби всеки кръгов вълновод във фабриката, да се произведе коректор на елиптичността за всеки кръгов вълновод и след това да се компенсира фазовото изместване чрез завъртане на коректора на елиптичността директно в радиорелейната станция.
Целта на изобретението е да се увеличи разделянето на поляризацията, да се осигури работоспособност във високочестотната област и да се опрости настройката.
Тази цел се постига чрез факта, че в коректора за елиптичност, съдържащ два вълноводни прехода, споменатите вълноводни преходи са направени под формата на два идентични ъглови прехода, свързани последователно един с друг чрез фланци, а разстоянието по аксиалната линия между ъгловите преходи е равно на (2n + 1) в /4, където β е дължината на вълната във вълновода; n = 0,1,2,3. . . . .
Тези характеристики на предложението представляват разликите му от прототипа и определят новостта на предложението. Тези разлики са съществени, тъй като осигуряват създаването на положителен ефект, отразен в целта на предложението, и липсват в известнитетехнически решения със същия ефект.
Чертежът (a, b) показва дизайна на предложения коректор за елиптичност.
Коректорът за елиптичност съдържа два ъглови вълноводни прехода, свързани помежду си с фланци. Радиусът и ъгълът на огъване на ъгловите преходи се определят от максималното възможно фазово изместване за даден захранващ път между ортогоналните компоненти на електромагнитното поле в кръгъл вълновод, което трябва да бъде компенсирано от коректора на елиптичността, както и от маршрута на захранващия път. Фланците, свързващи ъгловите преходи, позволяват ъгловите преходи да се завъртат един спрямо друг и спрямо захранващия път под всякакъв ъгъл (възможна версия - фланци на шапка). Разстоянието между ъгловите преходи по централната линия е (2n+1) v/4, където v е дължината на вълната във вълновода n = 0,1,2,3. . . . Устройството работи по следния начин. Във фидерните пътища се появява паразитна кръстосано поляризирана вълна поради разликата във фазовите скорости на ортогоналните компоненти на сигнала, което води до появата на фазово изместване между тези компоненти. Компенсацията за това изместване се извършва от коректора за елиптичност, включен в захранващия път. Микровълновият сигнал, постъпващ на входа на коректора за елиптичност, преминава през два ъглови прехода, като във всеки от тях се получава допълнително фазово изместване. Както е известно, еквивалентната схема на ъгловия преход в pl. E има формата на сериен капацитет на ъгловия преход в pl. Н. паралелна индуктивност. Така, ако ъгловите преходи са разположени в една и съща равнина (виж чертеж, а), тогава за компонента на сигнала, чийто вектор на електрическото поле остава в същата равнина, ъгловите преходи са завои в квадрата. E и следователно микровълновия сигналзабавя при всяко огъване под определен ъгъл, а за ортогоналната компонента на сигнала ъгловите преходи са завои в квадрата. H и следователно всеки от тях ускорява микровълновия сигнал под определен ъгъл (стойностите и се определят от известното техническо решение). По този начин диференциалното фазово изместване между ортогоналните компоненти на сигнала на изхода на коректора е 2 ( + ). Ако ъгловите преходи са разположени перпендикулярно един на друг (виж чертеж, b), тогава за компонента на сигнала, чийто вектор на електрическото поле е успореден на равнината на първия ъглов преход, първият ъглов преход е завой в квадрата. E, а вторият ъглов преход - чупка в pl. H и съответно микровълновият сигнал се забавя при първия преход на улавяне под определен ъгъл и се ускорява при втория ъглов преход под определен ъгъл. Обратно, за ортогоналната компонента на сигнала първият ъглов преход е завой pl. H, а вторият ъглов преход - чупка в pl. E и съответно първият от тях ускорява ортогоналния компонент на сигнала с ъгъл , а вторият го забавя с ъгъл . Следователно диференциалното фазово изместване между ортогоналните компоненти на сигнала на изхода на коректора е равно на нула. По този начин, чрез промяна на ъгъла на въртене между първия и втория ъглов преход от 90 o на 0 o, е възможно да се промени диференциалното фазово изместване, въведено от коректора на елиптичността, от нула до стойност, равна на 2 (+). Можете да промените знака на диференциалното фазово изместване, въведено от коректора, като завъртите коректора за елиптичност на 90 градуса спрямо пътя на захранващото устройство. По този начин предложеният коректор на елиптичността прави възможно компенсирането на фазовото изместване в захранващия път от нула до 2 + чрез просто завъртане на ъгловите преходи един спрямо друг, елиминирайкипо този начин паразитна кръстосано поляризирана вълна в захранващия път. Както е известно, за постигане на високо съвпадение средната дължина на завоя по аксиалната линия трябва да бъде равна на цяло число полувълни - в този случай отраженията от краищата на завоя се компенсират и за компенсиране на отраженията на ъгловите преходи един от друг, разстоянието между тях е равно на (2n + 1) 6/4. където 6 е дължината на вълната във вълновода; n == 0,1,2,3. . . .
Предлаганото устройство има по-висока поляризационна изолация, работи в честотен диапазон над 8 GHz и е по-лесно за настройка от прототипа. Високата поляризационна изолация се определя от факта, че коректорът на елиптичността прави възможно компенсирането на почти всяко количество фазово изместване между ортогоналните сигнални компоненти в захранващия път. Във високочестотната област (над 8 GHz) коректорът работи по същия начин, както в нискочестотната област, тъй като няма ограничения за неговата ефективност. Лекотата на настройка се определя от простотата на операцията, която трябва да се извърши при елиминиране на кръстосано поляризирана вълна - достатъчно е да завъртите ъгловите преходи един спрямо друг и е възможно да използвате ъгловите преходи, които вече са в пътя, дори ако те са разделени един от друг от участъци от пътя.
Трябва също да се отбележи, че предложеният коректор за елиптичност може да се използва и просто като ъглов преход - за това ъгловите преходи, които съставят коректора, са разположени перпендикулярно един на друг. Предимството на такъв ъглов преход е липсата на кръстосани поляризационни изкривявания.
КОРЕКТОР НА ЕЛИПТИЧНОСТ, съдържащ два вълноводни прехода, свързани помежду си, характеризиращ се с това, че за да се опрости настройката на разделянето на поляризацията в пътя, всеки вълноводен преход е направен във форматаъглово огъване на кръговия вълновод, а дължината на правия участък между ъгловите завои се избира равна на (2n+1) in / 4 , където in е дължината на вълната в кръговия вълновод, n = 0, 1, 2, 3 . . .