Компоненты волновода

Волновод, независимо от того, круглый он или прямоугольный, формирует основу (условия) для передачи волн сантиметрового диапазона. Пригодность таких волноводов можно увеличить путем последующего добавления различных схемных компонентов, которые имеют соответствующие эквиваленты в теории электронных цепей. Например, аттенюаторов, переходных устройств, прерывателей, согласующих и преобразовательных элементов.

В практике конструирования волноводов используется важный принцип, согласно которому при изменении формы волновода волна может быть преобразована с незначительным отражением, если это изменение происходит постепенно.

В качестве примера можно рассмотреть головку облучателя, где круглый волновод рупорного облучателя присоединяется к прямоугольному волноводу соединительной части LNB. Круглый волновод переходит в прямоугольный постепенно на протяжении как минимум четверти длины волны. В месте соединения компонентов волновода обычно используются фланцы. Они точно подгоняются друг к другу, чтобы минимизировать внутренние отражения сигнала и вместе со сжимающими уплотнительными кольцами обеспечить защиту от проникновения влаги.

Наиболее часто встречающимся компонентом является так называемый разделитель поляризации - ортомод (ОМТ - «Ortho Mode Transducer), показанный на рисунке:

Комплект ОМТ с волновыми адаптерами
Комплект ОМТ с волновыми адаптерами производства Micro X

По существу, он разделяет один волновод на два и применяется в тех случаях, когда для каких-либо целей требуется два блока LNB. Например, в системах SMATV, принимающих сигналы со спутников Astra, один LNB предназначен для приема каналов с горизонтальной поляризацией, а другой, смещенный на 90° - для приема каналов с вертикальной. Часто работа в двух диапазонах требует двух отдельных блоков LNB, и тогда ОМТ используется, чтобы разделить сигнал, поступающий от общего узла широкополосного облучателя/ поляризатора, для каждого блока LNB. Каждое ответвление ОМТ соответствует тому диапазону частот, для которого оно было предназначено. Некоторые ОМТ состоят из круглых волноводов (так называемый стандарт С120), а некоторые используют прямоугольные волноводы (WR75) или комбинацию обоих видов. Для того чтобы при соединении круглых и прямоугольных частей волновода не возникало отражений сигнала, применяются волноводные адаптеры (переходные устройства). Если вы самостоятельно собираете систему из отдельных комплектующих частей - блоков LNB, рупорных облучателей, поляризаторов и ОМТ, - то следует обращать внимание на тип волновода, применяющийся в каждой составной части, и использовать при необходимости соответствующие адаптеры. Принимая во внимание огромное количество различных компонентов от разных производителей, целесообразно проверить совместимость отдельных частей у поставщика. Здесь все серьезно, несоответствие компонентов приводит к нерабочей детали.

В устройствах, где важна экономия пространства, заполнение внутреннего объема волновода диэлектрическим материалом позволяет уменьшить площадь поперечного сечения в отношении 1/k^1/2, где k -это диэлектрическая постоянная заполняющего материала.

Существуют много видов облучателей для применения в различных ситуациях. На рисунке представлен трехдиапазоцный облучатель для S-, C- и Ku-диапазонов, объединяющий рупорный облучатель и секции поляризатора для широкополосного приема сигнала:

Широкополосный рупорный облучатель
Широкополосный рупорный облучатель для S-, C- и Ku- диапазонов производства Chaparral Communications со скалярными кольцами

Он позволяет принимать сигналы V- и H-поляризации в S- и Ku-диапазонах, а также левой и правой круговых поляризаций (LHCP и RHCP) в С-диапазоне. При приеме сигнала в S-диапазоне небольшой смещенный антенный вибратор вращается по мере необходимости для того, чтобы принимать сигналы или V-, или H-поляризации. Обеспечивается подключение к трем выходам: блок LNB С-диапазона подсоединяется к фланцу большего WR229 волновода, блок LNB Ku-диапазона - к фланцу меньшего WR75 волновода, а блок LNB S-диапазона может быть подключен с помощью стандартного разъема типа N. Скалярные кольца обеспечивают оптимальное облучение как для мелких, так и для глубоких зеркальных антенн. Существует много других видов комплектации облучателя, разработанных для приема сигналов в нескольких диапазонах от различных спутников.

Также читайте:
Узлы и пучности
Коэффициент шума и шумовая температура