P3 (Исследование параметров СВЧ-устройств), страница 3

На протяжении .6 обшая узкая стенка волноводов удав лена, н на этом участке сдвоенного волновода могут распро- страняться волны Я~Э и Н~а . Графики распределения попереч- ной составляюшей магнитного поля этих волн в поперечном се- чении мсста показаны на рисунке пунктирными кривыми; сбоку от моста составляюшие магнитного поля изображены в виде век- торов на фазовой плоскости 14 Рис 56 ю При подаче мошности в плечо 1 поля волн Я и 7~ в ~а аа верхней части сдвоенного волновода в плоскости выхода канала 1 находятся в фазе, а в етой же плоскости напротив выхода канада П вЂ” в противофазе, в результате чего в этот канал энергия не поступает Прн прохождении расстояния ь волна У~ Ю получит набег фазы ф~~а~-4 к, а волна Лян-~Щд -4~,1.

фазовый козффндиент Ф больше козффиннента ФВ, посколь- Ж ЮО ку критические длины волн у рассматрнваемых тйпов колебаний различны. У входа в канал ХГ относительный сдвиг по фазе между волнами К~а и Я~ составит ~ а ~~о ~ао у А~о ~м1 ~ ° а у входа в канал ПГ: Ж/-, - Т„- Югдт Х - — 1 ЬФО - Ьм ) Ь + 3Г. Амплитуда реэупьтнруюшего поля Я у входов в каналы Хх и Ш завнсит от велнчяны парпиальнйх полей и углов 9у и ~Р„-, В случае моста размер 1 делают таким, чтобы поля о' волн Н и Я~ складывалнсь под углом 90, при етом в 15 случае равенства этих составляюших в каналы 1У и Ш, как показано на рис 5.6, поступает одинаковая мощность, а результирующее поле Як,- отстает на З/8 от поля й у (мост- частный случай направленного ответвителя с делением мошности пополам).

Двойной Т-мост представляет собой два совмещенных К и Е - плоскостных разветвления прямоугольного волиовода (рис 5 7) При подаче мош- 6 ности в плечо 1 она делится поровну между волноводами 2 и 4, которые воэбуждаюта ся в противофазе, но не рас- пространяется в вопноводе 3, 2 так как поле волны Я,~ волновода 1 возбуждает в волноводе 3 волну Яда, находяшуюся в закритическом режи- а ме. При подаче мошности в плечо 3 она не проходит в волновод 1, а делится поров- Р нс 5.7 ну между волноводами 2 и 4, которые возбуждаются в фазе.

Отсюда следует, что при подаче одияаковых синфазиых сигналов в плечи 1 и 3 сигнап на выходе плеч 2 (нпи 4) будет отсутствовать, а вся мошность пойдет в волновод 4 (2). Из принципа супервоэиции полей следует, что при подаче мошности в плечо 2 (или 4) она поделится попонам между плечами 1 и 3 и не попадет в волновод 4 (ипи 2) При подаче одинаковых сянфазных сигналов в плечи 2 и 4 сигнал в плече 1 будет отсутствовать, а вся мошность пройдет в волиовод 3. Модифицированный Т-мост отличается от простого Т-моста тем, что волноводы 2 и 4 направлены в одну сторону и имеют обшую узкую стенку Этот мост обычно и используется в фазовом пиркуляторе Одна нэ конструктивных схем фазового циркулятора показана на рнс 5.8 В этой конструкции два волноводно-шелевых моста 1 соединены волноводами, в одном иэ которых (гераторе) около обшей узкой стенки расположена поперечно намагниченная феррнтовая пластинка 2, а во втором — диэлектрическая пластинка 3 Ферритовая пластинка создает невзаимный фазо- 16 вый сдвиг в 180 (разность в набеге фаэ для прямой и об- о ратной волн) Это обусловлено тем, что направления врашення высокочастотного магнитного лоля в области ферритовой пластинки для прямой и обратной волн противоположны Диэлектрическая пластинка поставлена для того, чтобы набег фазы в обоих соединительных волноводах для одного направления движения волн был бы оджаковым, а для противоположного - от- о личался бы на 180 Рис.

5.8 В показанной конструкпии сигнал, поданный в плечо П с учетом изменения фаз за счет феррвта, диэлектрической пластины и шелевых мосгов, попадает в плечо Ш (рнс 5 9,а), а при подаче в плечо Ш -в плечо 1 (рнс 5 9,б). Можно убедиться, что в таком пиркуляторе передача сигнала от плеча к плечу соответствует следуюшей последовательности 1- 1.Г )Х-~- 1() -~ 1 ~ — дурдулячопы выполняются в виде волноводных (рнс 5 10,а) или полосковых (рис ~ 10,б) разветвлений с тремя плечами, повернутыми на 120 друг относительно друга в одной плоскости В пентре разветвления размешается ферритовый дилиндр 1, намагниченный вдоль своей оси постоянным магнитом 2; для улучшения параметров устройства феррнтовый пилиндр обычно помешают в диэлектрическую втулку Првнпнп работы У-циркулятора заключается в следуюшем Электромагнитная волна.

возбужденная в первом плече (рис 5 10,в), разветвляется на две волны, огибаюшие феррит по часовой и против часовой стрелок, Области сушествования врашаюшегося вектора Я для зтнх волн попадают в ферритовый образеп, причем направление вращения вектора Н относительно направления поля подмагничнвания оказываются протнвополож- 17 о а — 1~~ 1= 1 1 1=! Оо о !1 о С:! СО 11 11 .'3 :1 сд а ь-о аО! !!! С!! Сч ! 1 3-3-~ ~ ь С1:! о ! ~з- со О! О! 1 т3 ными Вследствие различия магнитных пронипаемостей феррита М+ н М волны, огибаюшие ферритовый образец, имеют различные фазовые скорости.

Размеры и параметры феррит~шой вставки выбирают таким образом, чтобы эти волны приходили в плечо П в фазе, а в плечо Ш - в протжсфазе. Такям образом, мощность с плеча 1 передается в плечо П. Так как циркулягор обладает поворотной симметричей, то мошяость иэ плеча П пойдет в плечо Ш н иэ плеча Ш в плечо Х У-циркуляторы нашли широков применение ввиду их простоты и малых габаритов Рабочая полоса частот этих циркуляторов порядка 10% при развязке между плечами 20+23 дБ. Фе итовые азов ашатели независимо от способа управления и конструктивной схемы делятся на два класса - изаиьшые и невзаимные В первых фазовые сдвиги для прямой и обратной волны одинаковы, а во вторых - различны.

По способу управления фазоврашатели могут быть с плавным (аналоговые) и с дискретным изменениями фаз . В последнем случае фазоврашатели, как правило, состоят иэ каскадно включенных секций, управляемых по двоичному коду. Ф~~ Р* "С б р по устройству ф.-рритовым фазоврашателем - рис, 5.11. 3 Он состоит иэ прямоугольного волновода с обмоткой подмагничивания снаружи н заостренным ферритовым о стержнем, установленным по его оси.

Диаметр ферритового стержня в этом фазовраша- Рис, 5.11 теле выбирается таким, чтобы плоскость поляризации волны удерживалась бы волноводом, т е диаметр стержня ограничен условием нераспространения волны Кэ~ Изменение фазы в фазоврашятеле обуславливается зависимостью магнитной проняпаемости феррита (пли магнитного поля СВЧ с линейной поляризацией) от величины подматничяваюшего поля Поскольку в этом фазоврашателе плоскость 19 поляризапии волны неизменна, феррит намагничен продольно и распопожен на оси системы, то фазовращатель Реджна-Спенсера является взаимным четырехполюсжиком. Заостренные торны стержня предназначены дпя улучшения согласования фазовращателя.

В трехсантиметровом диапазоне волн фазоврашатель Реджна-Спенсера может иметь следующие параметры — затухание ~6= 0,5е 1 дБ, Л~, * 0,8+ 0,9, колебания выходной мощности в зависимости от подмагничиваюшего тока ЛР =0,2+0,3 дБ, быстродействие 1 + 10 мкс Топсон))йдьдйяй фйзсврдшдХадь относится к дискретно-управляемым невзаимным фазоврашатеиям с магнитной памятью Принципиальная конструктивная схема этого фазоврашателя показана на рис. 5.12; из рисунка следует, что этот фазоврашатель состоит нз каскадно включшчных сеяний с тороидальными ферритовыми сердечниками разной длины Сердечники сделаны нз магнита-твердого феррита, те.

феррита, имеющего остаточную намагниченность после снятия подмагиичиваюшего пола Такие материалы имеют прямоугольную по форме петлю гистерезиса (ППГ) небольшой плошади, поэтому изменять намагниченность такого ферритового элемента можно короткими импульсами тока (порядка 2-20 мкс) подмагиичивания малой энергии (10-200 мкПж). Ряс. 5 12 По отношению к направлению подмагиичиваюшего поля Нэ, созданному током, протекакацям по проводу управпения 2, на- 20 правпеиие вращения высокочастотного магнитного поля в вертикальных частях ферритового ковыле одно и то же Вспедсч вие етого приращение фазы волны в левой и правой половинах волновода будет одинаковым.