193099. lajstromszámú szabadalom • Eljárás különböző méretű és/vagy alakú keresztmetszetek között folyamatos és folytonos átmenetet képező hullámvezető szakasz előállítására és az eljáráss kialakított hullámvezető szakaszt tartalmazó antenna
193099 A találmány tárgya eljárás különböző méretű és/vagy alakú keresztmetszetek között folyamatos és folytonos átmenetet képező hullámvezető szakasz előállítására állandó keresztmetszetű, hajlítható, félmerev hullámvezetőből, valamint az így előállított hullámvezető szakaszt tartalmazó mikrohullámú antenna. A mikrohullámú technika területén nagyon különböző felhasználásokhoz alkalmaznak olyan elemeket, amelyek változó keresztmetszetű és/vagy alakú hullámvezető szakasznak tekinthetők,és feladatuk a bemeneti és kimeneti keresztmetszet között meghatározott villamos és mechanikai paramétereket kielégítő kapcsolat létesítése. Rendeltetésük szerint az ilyen elemek lehetnek: átmenetek, amelyek két különböző típusú hullámvezető csatlakozását teszik lehetővé, polarizációs átalakítók, amelyek lineárisan polarizált hullámformát körkörösen polarizálttá alakítják át és viszont, továbbá a mikrohullámú antennák primer sugárzói is lényegében ebbe a kategóriába tartoznak. Az ilyen elemek alakja általában szigorúan meghatározott és előállításuk fémfőleg réztömbből forgácsolással vagy galvánoplasztikai úton történik. Az elemeket legalább az egyik végükön hullámvezetőhöz való csatlakozással látják el. Az ilyen elemek gyártása költséges, felhasználásuk, egy-, általában kétoldali csatlakozást igényel és különböző kiviteli formáik igen nagyszámban megtalálhatók a mikrohullámú alkatrészeket gyártó cégek katalógusaiban. A DE 3.130.449 lajstromszámú közrebocsátási irat olyan polarizációs átalakítót ismertet, amelynél egy körkeresztmetszetű hullámvezetőt két félből álló, belül téglalapalakú lépcsős hornyokkal ellátott mandzsettába helyeznek, ez a behelyezés a hullámvezető elliptikus deformálását eredményezi és az elért keresztmetszetet azáltal stabilizálják, hogy a mandzsettát véglegesen a hullámvezetőre szerelten hagyják,és a szükséges csatlakozásokat a mandzsettán képezik ki. Az itt leírt megoldás lehetővé teszi polarizációs átalakító helyszíni, elkészítését, de a mandzsetta felhelyezése, fenntartása számos műszaki nehézséggel jár. A lépcsős téglalapalakú külső horonykeresztmetszet nem teszi lehetővé pontosan meghatározott belső keresztmetszetű méretezhető alakú hullámvezető szakasz elkészítését. A különböző mikrohullámú elemeket felhasználó konstrukciók közül jelentőségét és gyakoriságát tekintve az antennák kiemelkedő szerepet töltenek be. A DE 2.939.697 lajstromszámú közrebocsátási iratban olyan mikrohullámú antennát ismertetnek, amelynek belső hullámvezetőjét ugyanolyan típusú hajlékony, félmerev, elliptikus keresztmetszetű hullámvezető képezi, mint amilyent a berendezés és az antenna között használnak. Az 1. ábra szerinti kiviteli alaknál a belső hullámvezető hattyúnyak alakban van kialakítva és elülső 1 2 vége közvetlenül a primer sugárzót alkotja. A leírásban utalnak arra, hogy a belső hullámvezető végéhez elliptikus apertúrájú primer sugárzó tölcsér is csatlakoztatható. A megfelelő sugárzási tulajdonságok biztosítása céljából a hullámvezető apertúrája mögött koncentrikus terhelő gyűrűk vannak. A 2. ábra szerinti kiviteli alak ugyanezt a belső hullámvezetőt használja, de az antenna Cassegrain kialakítású. Az elliptikus hullámvezető keresztmetszet miatt az itt ismertetett antenna csupán egyféle polarizációjú hullámok gerjesztésére és vételére alkalmas. Amennyiben az antennát kettős polarizációjú felhasználásra is alkalmassá akarjuk tenni, akkor mindkét irányban azonos apertúrájú primer sugárzót kell használni, és ekkor a belső tápvonal és a primer sugárzó közé polárváltót és polarizációs átalakítót kell közbeiktatni. A hivatkozott DE 2.939.697 lajstromszámú közrebocsátási iratban gyűrűalakban bordázott kivitelű hullámvezetőt használnak, de utalás található varratnélküli, félmerev, elliptikus keresztmetszetű alumínium hullámvezető felhasználásának lehetőségére is. Ez utóbbi típusú, de hiperelliptikus keresztmetszetű félmerev hullámvezetőt ismerhetünk meg a HU 177.317 lajstromszámú szabadalomból. Az a tény, hogy a DE 2.939.697 sz. közrebocsátási iratban az antenna belső hullámvezetőjeként hajlékony, félmerev hullámvezető alkalmazását javasolják, amely adott esetben a primer sugárzót is képezheti és közvetlenül a külső hullámvezető folytatásaként is kialakítható, lényeges előrelépést jelent a technika korábbi állásához viszonyítva. Egy antenna telepítéséhez azonban a külső hullámvezető keresztmetszetét és típusát általában jól meghatározott műszaki és gazdasági paraméterek határozzák meg. A primer sugárzó apertúráját, villámos paramétereit és főbb jellemzőit az összeköttetés és a felhasználási cél szabja meg, és ezek a feltételek nagyon gyakran azt eredményezik, hogy a primer sugárzó apertúrájának mérete és/vagy alakja el kell hogy térjen a külső hullámvezető hasonló jellemzőitől. Ilyen esetben a belső hullámvezető és a külső hullámvezető között, illetve a belső hullámvezető és a primer sugárzó között átmenetet kell biztosítani. Ha a belső hullámvezető és a külső hullámvezető azonos típusú, akkor az első átmenet, ha pedig a belső hullámvezető és a primersugárzó azonos, akkor a második átmenet megtakarítható. Átmenet alkalmazásánál a be- és kimeneti keresztmetszetek közötti szakaszon olyan hullámvezetési feltételeket kell biztosítani, amelyek megfelelő sávszélességgel, módustisztasággal és átviteli paraméterekkel (csillapítás, reflexiós tényező) rendelkeznek. Külön kiépített átmenet használatakor az átmenet mindkét végén egy-egy csatlakozást is ki kell képezni, amely csatlakozások önmagukban is meghatározott átviteli tulajdonsággal rendelkeznek és jelen2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
