Результат интеллектуальной деятельности: Волноводный уголок

Предлагаемое изобретение относится к радиотехнической промышленности и может быть использовано в волноводной СВЧ-технике.

Известен волноводный уголок [RU №2171522 C1, Н01Р 1/02, опубл. 27.07.2001 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)а₁, где a₁ - 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)в₁ 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 является конструктивная сложность и не технологичность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является волноводный уголок, [RU №2267192 С1, Н01Р 1/02, опубл. 27.12.2005 г.] содержит 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. Плоский отражатель входного волновода имеет длину Д=(0,7÷0,95)а₁, где a₁ - 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, l₁, 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)b₂, где b₂ - размер узкой стенки выходного волновода.

Основным недостатком этих известных технических решений является поворот направления распространения СВЧ-сигнала как в плоскости Е так и в плоскости Н только на 90°, т.е. волноводный уголок применим только для случаев, когда широкая стенка выходного волновода совмещена (лежит в одной плоскости) с узкой стенкой входного волновода.

Технический результат предлагаемого решения состоит в том, что в плоскости Н становится возможен поворот направления распространения СВЧ-сигнала на угол от 45° до 90° при сохранении поворота направления распространения СВЧ-сигнала в плоскости Е на 90°.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что волноводный уголок состоит из входного и выходного волноводов, расположенных под прямым углом один относительно другого. Во входном и выходном волноводах из одного в другой распространяется СВЧ-сигнал основной моды. Волноводный уголок содержит два отражателя, причем плоский отражатель входного волновода наклонен под углом α к его узкой стенке, a другой отражатель, выполненный в виде четырехгранной прямой призмы, одной гранью совпадает с широкой стенкой входного волновода, а другой с широкой стенкой выходного волновода, причем одно из ее оснований совпадает с закороченным торцом входного волновода.

Новыми признаками предлагаемого волноводного уголка является то, что во входной волновод введен второй плоский отражатель. Узкие стенки входного волновода расположены под углом ϕ к плоскости широкой стенки выходного волновода, где 135°<ϕ<180°. При этом первый плоский отражатель наклонен под углом α=130°÷60° к узкой стенке входного волновода. Второй плоский отражатель расположен напротив первого, наклонен под углом ϕ к противоположной узкой стенке входного волновода и совпадает с одной из широких стенок выходного волновода, а закороченный торец входного волновода совмещен с одной из узких стенок выходного волновода. Длина четырехгранной прямой призмы L<a₂, где а₂ - размер широкой стенки выходного волновода.

На фиг. 1 приведен пример выполнения волноводного уголка.

На фиг. 2 приведен график зависимости коэффициента стоячей волны (КСВ) от частоты.

Волноводный уголок состоит из входного волновода 1, выходного волновода 2, плоского отражателя входного волновода 3, закороченного торца входного волновода 4, отражателя в виде четырехгранной призмы 5, второго плоского отражателя входного волновода 6.

Принцип работы предлагаемого волноводного уголка заключается в следующем: СВЧ-сигнал, поступивший во входной волновод 1, последовательно отразившись от отражателя 3, закороченного торца входного волновода 4, отражателей 5, 6, проходит в выходной волновод 2. Поворот направления распространения электромагнитной волны на угол от 45° до 90° в Н-плоскости обеспечен с помощью взаимного расположения плоских отражателей 3, 6 во входном волноводе, а на 90° в Е-плоскости - с помощью отражателя 5 в виде четырехгранной прямой призмы с прямоугольными основаниями, расположенного в зоне сопряжения входного и выходного волноводов. Согласование предлагаемого волноводного уголка по КСВ в диапазоне частот, в том числе и при различных сечениях входного и выходного волноводов, обеспечено за счет выбора угла наклона к узкой стенке входного волновода и размера плоского отражателя 3, размеров отражателя 5 (параметров L, l₁, l₂).

Результаты практической реализации предложенного технического решения не вызывают сомнения. Изготовлены и прошли испытания образцы волноводных уголков различных сечений для различных частот. Испытания подтвердили достижение заявленного технического эффекта.