С диэлектрической пластиной

Волноводные тракты систем космической связи, в которых распространяются волны с обоими направлениями вращения вектора Е, строятся, как правило, на круглом волноводе с волной Н₁₁ и содержат ряд устройств для управления поляризацией этой волны. Одним из базовых элементов поляризационных устройств является поляризатор – устройство для поворота плоскости поляризации линейно поляризованного вектора Е волны Н₁₁ в круглом волноводе или для преобразования в круглом волноводе волны Н₁₁ с линейной поляризацией вектора Е в волну Н₁₁, у которой на оси волновода вектор Е имеет круговую поляризацию, и обратно. Конструкция поляризатора состоит из отрезка круглого волновода, в котором находится тонкая диэлектрическая пластина с согласующими скосами (рис.2.28). Пусть по волноводу распространяется волна Н₁₁ с линейной поляризацией вектора Е, ориентированного в центре

поперечного сечения круглого волновода под некоторым углом к пластине (рис. 2.28). При этом ее вектор Е как и в предыдущем преобразователе раскладывается на две ортогональные составляющие Е₁ и Е₂ , но в общем случае с разными амплитудами, одна из которых перпендикулярна плоскости пластины (рис.2.28), а другая параллельна. Как и в диэлектриче-

Рис. 2.28 ских фазовращателях отличия в распространении этих ортогональных составляющих можно пояснить с помощью понятия эффективной диэлектрической проницаемости _эф. Для волны Н₁₁ с вектором Е в центре волновода, совпадающим с Е₁ , значение т.е. ее фазовая скорость равна скорости волны Н₁₁ в волноводе с воздушным заполнением. Для волны Н₁₁ с вектором Е в центре волновода, совпадающим с Е₂ , значение т.е. ее фазовая скорость будет меньше скорости волны Н₁₁ в волноводе с воздушным заполнением. Следовательно, на выходе поляризатора фазы векторов Е₁ и Е₂ будут отличаться на При этом в общем случае вектор Е суммарной волны Н₁₁ будет иметь эллиптическую поляризацию. Величина зависит от диэлектрика и от толщины и длины пластины.

Рассматриваемое устройство широко применяется в качестве:

1) преобразователя поляризации (линейной в круговую и наоборот);

2) взаимного вращателя плоскости поляризации.

В первом случае преобразование линейной поляризации в круговую происходит благодаря размещению диэлектрической пластины под углом 45^о (равенство амплитуд) по отношению к структуре поля его основной волны Н₁₁ и выполнению условия , где и - соответственно коэффициенты фаз двух ортогональных составляющих Е₁ и Е₂. Такое устройство называют еще - поляризатором. То есть, при выполнении этих двух условий в случае поступления на вход пластины волны Н₁₁ с линейной поляризацией на ее выходе будет волна Н₁₁, вектор Е которой на оси волновода имеет соответственно левую или правую круговую поляризацию. Аналогично, если на вход преобразователя поступает волна Н₁₁, вектор Е которой на оси волновода имеет левую или правую круговую поляризацию, то на выходе будет волна Н₁₁, вектор Е которой на оси волновода ориентирован под углом 45^о к пластине в той или иной ортогональных плоскостях.

В случае применения устройства в качестве взаимного вращателя плоскости поляризации (рис. 2.29) необходимо подобрать параметры диэлектрической пластины таким образом, чтобы выполнялось условие а)

Его еще называют - поляризатором. Если на его вход поступает волна Н₁₁, вектор Е которой на оси волновода линейно поляризован (рис. 2.29.а), то на выходе поляризатора будет волна Н₁₁, вектор Е которой на оси волновода повернется относительно входного на угол 2 по часовой стрелке, если смотреть вдоль направления распространения волны (рис. 2.29.б). Поворачивая диэлектрическую пластину вокруг оси волновода, т.е. изменяя угол от 0 до можно поворачивать плоскость поляризации волны Н₁₁ на выходе на угол от 0 до по отношению к плоскости поляризации волны на входе. б)

Рис. 2.29

.

Додаток 2.2

До лекції 3