RU2663556C1

RU2663556C1 - Polarization selector

Info

Publication number: RU2663556C1
Application number: RU2017121003A
Authority: RU
Inventors: Григорий Викторович Афонин; Оксана Александровна Емельянова; Петр Александрович Корницкий
Original assignee: Открытое акционерное общество "Межгосударственная Корпорация Развития"
Priority date: 2017-06-15
Filing date: 2017-06-15
Publication date: 2018-08-07
Also published as: EA201891173A2; EA201891173A3; EA034417B1

Abstract

FIELD: antenna equipment.SUBSTANCE: invention relates to antenna engineering. Polarization selector consists of two identical sequentially connected sections, arranged coaxially, each of which contains a circular waveguide, with an attached rectangular waveguide. Each section contains two short-circuited stubs in a circular waveguide, and in a rectangular waveguide there is a rod-like probe that is connected by a loop vibrator. First selector section is installed in the first transceiver unit and is connected via a rectangular waveguide to the antenna input of the first transceiver unit, and the second section is installed in the second transceiver unit and is connected through a rectangular waveguide to the antenna input of the second transceiver unit. Second transceiver unit is connected coaxially with the first transceiver unit, rotated by 90°.EFFECT: reduction of signal loss, coupling of transceiver units between themselves without introducing additional microwave paths in the "1+1" mode, in which two communication intervals are organized, through which the same information is transmitted, with automatic selection of the best communication channel.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано в качестве элемента блока приемопередатчика (далее - БПП) для подключения антенного входа/выхода БПП ко входу облучателя зеркальной антенны.The invention relates to the field of antenna technology and can be used as an element of a transceiver unit (hereinafter - BPP) to connect the antenna input / output of the BPP to the input of the irradiator of the mirror antenna.

Известен поляризационный селектор (см. патент RU 2265259, МПК Н01Р 1/161, опубл. 27.11.2005, бюл. №33), выполненный на круглом волноводе в виде волноводного тройника, содержащий отрезки волноводов круглого и прямоугольного сечений, а также переход с круглого на прямоугольное сечение волновода, на выходе отрезка волновода прямоугольного сечения и на выходе перехода с круглого на прямоугольное сечение волновода установлено по поляризационной решетке. В отрезке волновода круглого сечения установлены металлическая пластина, индуктивный стержень, подстроечный винт, а в отрезке волновода прямоугольного сечения - согласующие диафрагмы, причем пространство в отрезке волновода прямоугольного сечения с согласующими диафрагмами заполнено диэлектриком с низким значением диэлектрической проницаемости. Недостатком такого поляризационного селектора является дополнительное ослабление сигнала за счет необходимости введения дополнительных устройств сопряжения (СВЧ-трактов) между поляризационным селектором и БПП.Known polarization selector (see patent RU 2265259, IPC Н01Р 1/161, publ. 11/27/2005, bull. No. 33), made on a round waveguide in the form of a waveguide tee, containing segments of waveguides of circular and rectangular sections, as well as the transition from round on the rectangular section of the waveguide, at the exit of the segment of the waveguide of rectangular section and at the exit of the transition from round to rectangular section of the waveguide, it is established by the polarization lattice. A metal plate, an inductive rod, a tuning screw are installed in a section of a circular waveguide, and matching diaphragms are installed in a section of a rectangular waveguide, and the space in a segment of a rectangular waveguide with matching diaphragms is filled with a dielectric with a low dielectric constant. The disadvantage of this polarization selector is the additional attenuation of the signal due to the need to introduce additional interface devices (microwave paths) between the polarization selector and the BPP.

Известен поляризационный селектор (см. патент RU 2440646, МПК Н01Р 1/161, опубл. 20.01.2012, бюл. №2), включающий квадратный волновод, к боковым стенкам которого симметрично подходят два прямоугольных плавно сужающихся волновода, на входах которых вертикально установлены стержни, а за ними, в квадратном волноводе, горизонтально расположены металлическая пластина и трансформирующий ступенчатый переход к прямоугольному сечению, а симметрично расположенные прямоугольные волноводы заканчиваются внутренними коаксиально-волноводными переходами, которые входят в два более узких симметрично расположенных прямоугольных волновода, повернутых на угол 90° относительно входного волновода, и сведены в один прямоугольный волновод. Недостатком такого поляризационного селектора является дополнительное ослабление сигнала за счет необходимости введения дополнительных устройств сопряжения (СВЧ-трактов) для соединения поляризационного селектора (далее - ПС) и БПП, а также большие габариты.Known polarization selector (see patent RU 2440646, IPC Н01Р 1/161, publ. 01.20.2012, bull. No. 2), including a square waveguide, two rectangular smoothly tapering waveguides symmetrically fit to the side walls of which the rods are vertically mounted at the inputs and behind them, in a square waveguide, a metal plate and a transforming step transition to a rectangular section are horizontally located, and symmetrically located rectangular waveguides end with internal coaxial waveguide transitions, which included in the two narrower symmetrically arranged rectangular waveguide, rotated through 90 ° relative to the input waveguide, and are summarized in a rectangular waveguide. The disadvantage of such a polarization selector is the additional attenuation of the signal due to the need to introduce additional interface devices (microwave paths) to connect the polarization selector (hereinafter - PS) and BPP, as well as large dimensions.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является поляризационный селектор (см. патент SU 1756983, МПК Н01Р 1/161, опубл. 23.08.1992, бюл. №31), содержащий отрезки круглого волновода, расположенные соосно, к каждому из которых присоединен отрезок прямоугольного волновода, широкая стенка которого параллельна оси отрезка круглого волновода, и отрезки прямоугольного волновода ортогональны. В каждом отрезке круглого волновода установлены согласующий элемент и металлическая пластина, которая расположена по его диаметру в области подключения отрезка прямоугольного волновода в плоскости, перпендикулярной его широкой стенке. Металлическая пластина имеет П-образную форму, длину, равную длине отрезка круглого волновода, и расстояние между сторонами, которое равно диаметру отрезка круглого волновода. Каждый согласующий элемент выполнен в виде короткозамкнутого отрезка прямоугольного волновода, подключенного к отрезку круглого волновода и расположенного диаметрально противоположно соответствующему отрезку прямоугольного волновода. Широкие стенки короткозамкнутого отрезка прямоугольного волновода параллельны широким стенкам соответствующего отрезка прямоугольного волновода, а каждый отрезок круглого волновода выполнен из двух полуцилиндров.The closest technical solution (prototype) is a polarization selector (see patent SU 1756983, IPC Н01Р 1/161, publ. 08/23/1992, bull. No. 31), containing segments of a circular waveguide, located coaxially, to each of which is attached a piece of rectangular a waveguide whose wide wall is parallel to the axis of a segment of a circular waveguide, and segments of a rectangular waveguide are orthogonal. In each segment of the circular waveguide, a matching element and a metal plate are installed, which is located along its diameter in the connection region of the segment of the rectangular waveguide in a plane perpendicular to its wide wall. The metal plate has a U-shape, a length equal to the length of the segment of the circular waveguide, and a distance between the sides, which is equal to the diameter of the segment of the circular waveguide. Each matching element is made in the form of a short-circuited segment of a rectangular waveguide connected to a segment of a circular waveguide and located diametrically opposite to the corresponding segment of a rectangular waveguide. The wide walls of the short-circuited segment of the rectangular waveguide are parallel to the wide walls of the corresponding segment of the rectangular waveguide, and each segment of the circular waveguide is made of two half-cylinders.

Недостатком прототипа является применение дополнительных СВЧ-трактов для соединения ПС и БПП, которые приводят к дополнительным потерям сигнала в антенном тракте.The disadvantage of the prototype is the use of additional microwave paths to connect the PS and BPP, which lead to additional signal loss in the antenna path.

Задачей изобретения является уменьшение потерь сигнала между ПС и БПП, а также сопряжение БПП между собой без введения дополнительных СВЧ-трактов в режиме «1+1», при котором организуются два интервала связи, по которым передается одна и та же информация, с автоматическим выбором лучшего канала связи.The objective of the invention is to reduce signal loss between the PS and the BPP, as well as pairing the BPP with each other without introducing additional microwave paths in the “1 + 1” mode, in which two communication intervals are organized, along which the same information is transmitted, with automatic selection better communication channel.

Задача решается тем, что ПС состоит из двух одинаковых соединенных последовательно секций, расположенных соосно. Каждая из секций содержит круглый волновод с присоединенным прямоугольным волноводом, два короткозамкнутых шлейфа в круглом волноводе и штыревой зонд, соединенный с петлевым вибратором, в прямоугольном волноводе. При этом первая секция ПС устанавливается в первом блоке БПП и подключается через прямоугольный волновод непосредственно к антенному входу первого БПП, а вторая секция установлена во втором БПП и подключается через прямоугольный волновод к антенному входу второго БПП. Первый БПП присоединен ко второму БПП соосно с поворотом на угол 90°.The problem is solved in that the PS consists of two identical sections connected in series, arranged coaxially. Each section contains a circular waveguide with a rectangular waveguide attached, two short-circuited loops in a circular waveguide, and a pin probe connected to a loop vibrator in a rectangular waveguide. In this case, the first PS section is installed in the first BPP unit and connected through the rectangular waveguide directly to the antenna input of the first BPP, and the second section is installed in the second BPP and connected through the rectangular waveguide to the antenna input of the second BPP. The first BPP is connected to the second BPP coaxially with a 90 ° rotation.

Изобретение поясняется чертежом, где показана одна секция ПС в разрезе.The invention is illustrated in the drawing, which shows one section of the PS in the context.

ПС состоит из двух одинаковых соосно расположенных секций, каждая из которых содержит вход 1, на который подается СВЧ-сигнал, прямоугольный волновод 2, круглый волновод 3, выход 4 прямоугольного волновода 2, вход 5 круглого волновода 3, штыревой зонд 6, соединенный с петлевым вибратором 7, через который возбуждается волна в прямоугольном волноводе 2, и короткозамкнутые шлейфы 8 и 9.The PS consists of two identical coaxially arranged sections, each of which contains an input 1 to which a microwave signal is supplied, a rectangular waveguide 2, a circular waveguide 3, an output 4 of a rectangular waveguide 2, an input 5 of a circular waveguide 3, a pin probe 6 connected to a loop a vibrator 7, through which a wave is excited in a rectangular waveguide 2, and short-circuited loops 8 and 9.

ПС работает следующим образом.PS works as follows.

При подаче на вход 1 первой секции ПС СВЧ-сигнала, совпадающего по поляризации с зондом 6 первой секции ПС, СВЧ-сигнал возбуждает петлевой вибратор 7. При этом СВЧ-сигнал не проходит на вход 5 круглого волновода 3, отражаясь от короткозамкнутых шлейфов 8 и 9, расположенных от зонда 6 на расстояниях, кратных λ/4. Петлевой вибратор 7 возбуждает волну по выходу 4 первой секции ПС в прямоугольном волноводе 2 без потерь и соединяется непосредственно с антенным входом первого БПП (не показан).When applying to the input 1 of the first section of the PS the microwave signal that coincides in polarization with the probe 6 of the first section of the PS, the microwave signal excites the loop vibrator 7. In this case, the microwave signal does not pass to the input 5 of the circular waveguide 3, reflected from the short-circuited loops 8 and 9 located from the probe 6 at distances that are multiples of λ / 4. The loop vibrator 7 excites the wave at the output 4 of the first section of the PS in the rectangular waveguide 2 without loss and is connected directly to the antenna input of the first BPP (not shown).

При подаче на вход 1 первой секции ПС СВЧ-сигнала в ортогональной поляризации относительно штыревого зонда 6 первой секции ПС, СВЧ-сигнал проходит на вход 5 круглого волновода 3 без потерь, а на выход 4 прямоугольного волновода 2 с ослаблением 35-40 дБ. Далее СВЧ-сигнал попадает на вход 1 второй секции ПС, расположенной во втором БПП соосно первой секции ПС и повернутой относительно последней на 90° вместе со вторым БПП. При этом СВЧ-сигнал совпадает по поляризации со штыревым зондом 6 второй секции ПС, выделяется без потерь на выходе 4 второй секции ПС и соединяется непосредственно с антенным входом второго БПП.When applying to the input 1 of the first section of the PS of the microwave signal in orthogonal polarization relative to the pin probe 6 of the first section of the PS, the microwave signal passes to input 5 of the circular waveguide 3 without loss, and to the output 4 of the rectangular waveguide 2 with attenuation of 35-40 dB. Next, the microwave signal enters the input 1 of the second section of the PS located in the second BPP coaxially with the first section of the PS and rotated relative to the latter by 90 ° along with the second BPP. In this case, the microwave signal coincides in polarization with the pin probe 6 of the second section of the PS, it is isolated without loss at the output 4 of the second section of the PS and is connected directly to the antenna input of the second BPP.

Таким образом, данное техническое решение позволяет уменьшить потери сигнала между ПС и БПП, а также осуществить сопряжение БПП между собой без введения дополнительных СВЧ-трактов в режиме «1+1», при котором организуются два интервала связи, по которым передается одна и та же информация, с автоматическим выбором лучшего канала связи.Thus, this technical solution allows to reduce signal loss between the PS and the BPP, as well as to pair the BPP with each other without introducing additional microwave paths in the “1 + 1” mode, in which two communication intervals are organized, over which the same signal is transmitted information, with automatic selection of the best communication channel.

Claims

Поляризационный селектор, состоящий из двух одинаковых соединенных последовательно секций, расположенных соосно, каждая из которых содержит круглый волновод, с присоединенным прямоугольным волноводом, отличающийся тем, что дополнительно содержит в каждой секции два короткозамкнутых шлейфа в круглом волноводе и штыревой зонд, соединенный с петлевым вибратором, в прямоугольном волноводе, при этом первая секция поляризационного селектора установлена в первом блоке приемопередатчика (БПП) и подключена через прямоугольный волновод непосредственно к антенному входу первого БПП, а вторая секция установлена во втором БПП и подключена через прямоугольный волновод непосредственно к антенному входу второго БПП, при этом второй БПП присоединен соосно с первым БПП с поворотом на угол 90°.A polarization selector, consisting of two identical sections connected in series coaxially, each of which contains a round waveguide, with a rectangular waveguide attached, characterized in that it further comprises two short-circuited loops in a circular waveguide in each section and a pin probe connected to a loop vibrator, in a rectangular waveguide, while the first section of the polarizing selector is installed in the first block of the transceiver (BPP) and connected through a rectangular waveguide backhoes to the antenna input of the first PPO and the second section is set in the second PPO and through a rectangular waveguide connected directly to the aerial input of the second PPO, PPO and wherein the second attached coaxially with the first PPO rotated by an angle of 90 °.