Антенний поляризатор

Антенний поляризатор, що містить діелектричну плату з решітчастою структу рою з однакових електропровідних меандрових ЛІНІЙ, розташованих паралельно одна одній під кутом 45° до площини ЛІНІЙНОЇ поляризації, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що решітчаста структура виконана з наступними параметрами: віддаль між меандровими лініями а = Я; 6.25; висота меандрової ЛІНІЇ b = X: 10,39; крок меандрової лінії с = X: 6,75; ширина провідника меандровоТ ЛІНІЇ В поздовжньому напрямку d - А: 76,95; ширина провідника меандрової ЛІНІЇ В поперечному напрямку є =Я: 85,5, де X середня довжина хвилі робочого діапазону. Винахід належить до антенної техніки, зокрема, для передавання І приймання супутникових сигналів при перетворенні лінійнополяризованої електромагнітної хвилі в електромагнітну хвилю з коловою поляризацією. Відомий поляризатор [1], який складається з трьох поляризаційних пластин, розмежованих одна від одно ї діелектричними прокладками, а в металеві провідники пластин періодично ввімкнені ЄМНІСНІ та Індуктивні навантаження. Однак, в цьому поляризаторі внаслідок того, що він складається з трьох пластин І двох прокладок між ними, загальна товщина збільшується зі зростанням довжини електромагнітної хвилі. У цьому поляризаторі також складно підібрати міжплатні віддалі І ємнісні та індуктивні навантаження в металевих провідниках пластин. Відомий пристрій поляризації для утворення хвилі з коловою поляризацією [2], що складається з решітчастої структури на цвод платах, а три плати з меандровими літяі ги, розташовані паралельно одна до одної І під кутом 45° до площини лінійної поляризації електромагнітної хвилі, що має параметри: віддаль між суміжними меандровими лініями - X: 10 І висоту меандрових ліній -к 8. Плати розділені одна від одної полїуретановими прокладками. Однак, в цьому пристрої багато плат і прокладок між ними, при цьому осьовим розмір пристрою складає не менше 0,5 X. Причому складно підібрати міжплатні віддалі та кількість решітчастих структур, а також складно настроїти цей пристрій через 9835 зміщення осей меандрових ЛІНІЙ суміжних плаг на визначену віддаль 1 в паралельні площини. Найбільш близьким до пропонованого антенного поляризатора зз технічною суттю 5 є антенний поляризатор - прототип [3], що складається з п'яти або семи друкованих плат, розташованих на віддалі одна від одної через прокладку, а меандрові лінії суміжних плат зсунуті одна відносно одної 10 на визначену віддаль. Однак, в цьому поляризаторі є багато плат (від П'ЯТИ ДО семи), а також міжплатних прокладок, внаслідок чого наявний великий осьовий розмір поляризатора. Крім цього, 15 потрібно точно встановлювати осі всіх плаг, а також підбирати міжплатні віддалі о залежності від діелектричної проникненості міжплатних прокладок. В основу винаходу покладена задача 20 вдоско іалення антенного поляризатора, о якому ла рахунок виконання решітчастої структури з новими співвідношеннями параметрів меандрових ЛІНІЙ І середньою до; вжиною хвилі робочого діапазону 25 забезпечується зменшення осьового розміру. Поставлена задача вирішується тим, що в антенному поляризаторі, який складається з ^Електричної плати з решітчастою ЗО структурою з однакових електропровідних меандрових ліній, розташованих паралельно одна одній під кутом 45° до площини лінійної поляризації, згідно з винаходом, решітчаста структура з мєзндрооих ліній ПИ- 35 конзна з наступними парзметрзми: - віддаль між меандровини лініями а = -А: 6,25; - висота меандрової лінії b - А: 10,33; - крок меандровоТ лІніїс^А1. 6,75; 40 - ширина провідника меандрової ЛІНІЇ в повздовжному напрямку d * А; 76,95; - ширина провідника меандрової лінії в поперечному напрямку є « А; 85,5, де А - середня довжина хвилі робочого 45 діапазону. Виконання решітчастої структури з меандрових ліній з новим співвідношенням ЇЇ параметрів 1 середньою довжиною хвилі дозволило зменшити кількість плат лише до 50 однієї, завдяки чому зменшився осьовий розмір поляризатора, рівночасно спростилася конструкція f зменшилися масогабари-ти. На кресленнях зображено: 55 Фіг. 1 - загальний вигляд антенного поляризатора; Фіг. 2 - графік залежності коефіцієнта еліптичності с ПІД частоти f. Пропонований пристрій складається з однієї діелектричної плати 1, на одній стороні якої виконана решітчаста структура з електропровідних меандрових ліній 2, розташованих під кутом а - 45° до площини лінійної поляризації електромагнітної хвилі і паралельно одна до одної. Решітчаста структура з електропровідних меандрових ліній виконана з такими параметрами, щоб змінити фазу двох складових вектора ER напруженості електричного поля електромагнітної хвилі, ідо проходить через антенний поляризатор. ЦІ нові експериментально встановлені параметри наступні; - віддаль між мезндровими ЛІНІЯМИ а = -А; 6,25; - висота меандрової ЛІНІЇ Ь= Я: 10,39; - крок меандрової лінії с = А: 6,75; - ширина провідника меандровоТ лінії в повздовжному напрямку d = А: 76,95; - ширина провідника меандрової лінії в поперечному напрямку є = Я: 85,5, де А - середня довжина хвилі робочого діапазону. Меандрові лінії розташовані на однаковій віддалі одна від одної. Осьовий розмір q антенного поляризатора дорівнює товщині однієї діелектричної плати, на якій він виконаний. Решітчаста структура з електропровідних меандрових ліній виконана за технологією друкованих плат. Матеріалом для виготовлення антенного поляризатора є тонколистовий односторонньофольгований діелектрик з низькими втратами, завтовшки q < 0,25 мм. Антенний поляризатор працює таким чином. Параметри решітчастої структури з електропровідних меандрових ліній 2 експериментально встановлені так, що при проходженні через антенний поляризатор 1, який складається з однієї друкованої плати, лінійно поляризованої електромагнітної хвилі, створюється ємнісне навантаження для складової Ej_-перпендикулярної до меандрових ліній Мндуктивність для складової Ем ^паралельної до меандрових ліній вектора ER напруженості електричного поля цієї хвилі. Створені решітчастою структурою ємність І Індуктивність утворюють фазовий зсув на 90° між векторами Ej.l Ей, завдяки запізненню складової EL - яка перпендикулярна до меандрових ліній 1 випередженню складової Ен - яка паралельна до меандрових ліній І таким чином створюється колова поляризація для електромагнітної хвилі, що пройшла через поляризатор о робочому діапазоні 0,2 ГГц, нижче частоти 4 ГГц. Криві 3, 4, 5 І 6 на графіку 2 Ілюструють залежність коефіцієнта еліптичності £від частоти f антенного поляризатора при різних положеннях передавальної І нерухо мої приймальної антен. Поляризатор розта шовується перед апертурою І зв'язаний нерухомо з передавальним рупором так, що 5 меандрові лінії розташовуються під кутом 45° до ПЛОЩИНИ'ЛІНІЙНОЇ поляризації поля. Приймання електромагнітної хвилі з коло вою поляризацією, що перейшла через по ляризатор, здійснюється на конічну антену. 10 Крива 3 - характеристика антенного поля ризатора при такому положенні переда вальної рупорної антени, коли площина ЛІНІЙНОЇ поляризації поля розташована під кутом 0° 1180° до вертикалі. Крива4-харак- 15 теристика антенного поляризатора при та кому повороті передавальної рупорної антени, коли площина лінійної поляризації поля розташована під кутами 45° і 225°. Крива 5 - характеристика антенного поля- 20 ризатора при такому повороті передаваль ної рупорної антени, коли площина ЛІНІЙНОЇ поляризації поля розташована під кутами 90° 1270°. Крива 6 - характеристика поляри затора при такому повороті передавальної 25 рупорної антени, коли площина лінійної по ляризації поля розташована під кутами 135° І 315°. Ідентичні поляризаційні характери стики 3, 4, 5 І 6, що показані на графіку фиг. 2, одержуються І при розташуванні поляри- ЗО затора перед апертурою приймальної конічної рупорної антени При цьому поля ризатор займав незмінні положення, а ру порна антена поверталась, займаючи такі ж кутові положення, як І в попередньому 35 дослідженні. Антенний поляризатор розта шовувався пїд кутом 45° до вектору ER па даючої електромагнітної хвилі. Передавальна пірамідальна рупорна антена займала незмінні положення. 40 Як видно з графіка фиг. 2, коефіцієнт еліптичності не перевершує 1,4 дБ. Виконання пропонованого поляризатора на одній діелектричній друкованій платі дозволяє зменшити осьовий розмір поляризатора завдяки тому, що не потрібно БИГОТОВІЯТИ декілька друкованих плат, а також міжплатних прокладок. Рівночасно забезпечується економія матеріалів І підвищується ефективність, Настроювання пропонованого антенного поляризатора забезпечується в процесі виготовлення, тому виготовлений антенний поляризатор не вимагає затрат робочого часу на настроювання, як в прототипі, де необхідно точно суміщати ос! меандрових л і ні й кількох плат, а також підстроювати міжплатні віддалі. Пропонований антенний поляризатор є всепогодиим І не розстроюється при великих значеннях відносної вологості, атмосферних опадах, завдяки відсутності міжплатних прокладок, як в прототипі, які насичуються вологою, внаслідок чого, міняють діелектричну проникненість Пропонований антенний поляризатор має кращіполяризаційні характеристики, ніж в прототипі1 коефіцієнт еліптичності - не перевершує 1,4 дБ (в прототипі біля 3 дБ), затухання складає б!ля 0,3 дБ (в прототипі цей коефіцієнт більший настільки, наскільки більше друкованих плат). Завдяки тому, що пропонований антенний поляризатор викопаний на одній тонкій діелектричній платі, його можна згортати в рулон при транспортуванні, застосовувати для напівциліндричного антенного обтічника, він має менш! масогабарити. Для зв'язку космос-Земля І Земля-космос часто використовується ширина см/гп частот не більше 0,2 ГГц, тому, враховуючи згадані переваги, пропонований антенний поляризатор перевершує за техі'ічнмми показниками відомий широкополосний антенний поляризатор. 9835 Рис / 2 А 1,5 I \ 5 0,5 О ^5 itg \95 Рис S Упорядник Замовлення 4554 Техред М Моргентал Коректор М.Куль Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород. еул.ГзгарІна, 101