197462. lajstromszámú szabadalom • Hullámvezetőből kialakított polarizációs átalakító
7 197462 8 A polarizációs átalakító tervezéséhez az alapmódus (cHu) és két magasabbrendű módus (sHu, cHíi) határfrekvenciáját kell ismerni. A keresztmetszetet úgy kell megválasztani, hogy a'tengely mentén csak a cHu és az sHu módus tudjon terjedni, és a cHzi módus határfrekvenciája magasabb kell hogy legyen a használt frekvenciasáv felső határánál. Bizonyítható, hogy bármely körkörösen 10 polarizált hullám felbontható két ortogonális, lineáris komponensre. Ebben az esetben a két komponens amplitúdója egyforma kell hogy legyen, a köztük lévő fáziskülönbség pedig 90°. Az 1. és 2. ábrán vázolt polarizációs átalakító három szakaszból áll, ezek közül a két szélsó 1 és 3 szakasz változó keresztmetszetű hiperellipszis és a középsó 2 szakasz állandó keresztmetszetű hiperellipszis. A példakénti esetben m = n, tehát szuperellipszis keresztmetszetet használunk. A polarizációs átalakítóban a páros (cHu) és a páratlan (sHu) módus tengelyirányú fázistényezője különbözik, így az 1, 3 szakaszok Li hosszát, valamint a középső 2 szakasz Lx hosszát abból a követelményből kapjuk meg, 5 hogy az egyesitett szakaszok páros és páratlan módusai között 90° fáziskülönbség adódjon. Először meghatározzuk a szuperelliptikus hullámvezető csillapítását a cHu és sHxx módus esetére. Az egyszerűség kedvéért új közelítést alkalmazunk. Egy ún. ekvivalens ellipszist vezetünk be, amelynek kerülete ugyanakkora, mint a szuperellipszisé. Feltételezzük, hogy a teljesitményveszte8ég a két 15 hullámvezetőben azonos. Az átlagos átviteli teljesítmény az ekvivalens ellipszisre egzaktan kiszámítható, így egy korrekciós szorzót használunk. Ez a szorzó az ellipszis, illetve a szuperellipszis keresztmetszetek területének 20 a hányadosa. Az ellipszisre vonatkozó csillapítási tényező a szakirodalomban ismert ószszefüggés alapján a cHu módusra a következő egyenlettel határozható meg: cCchii = 2,06245 (f/fc)2-! Cl \[Ufc + C2 (fc/f) Vü/W* - 1* ^[l-(x/a)»]V. dx (3) A (3) összefüggésben: cCchii a csillapítási tényező (dB/m) CijCz állandók, értékük függ az ellipszis excentricitásától R a fémfal rezisztívítása Ro a vörösréz rezisztivitása a«, b* az ekvivalens ellipszis nagy- ill. kistengelye (mm) fc a szuperellipszis határfrekvenciája cHu módusnál. Az sHu módusra vonatkozó csillapítási tényező hasonló módon határozható meg. cC«six = 2,06245 f fo (f/fc)M V777T V<f/fc)2 -1 l-íx/a)“]1/" dx (4) A két módus közötti differenciális fázistolást a csóhullámhosszak ismeretében kapjuk meg. A két módus csöhullámhosszai a következők: 5
