Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 2 - 1977 г. (1151801), страница 55
Текст из файла (страница 55)
На рис. !2 приведена типовая кривая зависимости остаточной магнитной индукции от механической нагрузки для желеэоиттриевого граната. $.3. Необратимые [иевзаимиые] ферритовые фаэовращатепи Необратимые фазовращателн включают секции ферромагнитного материала, размещаемые в областях круговой поляризации высокочастотного магнитного поля. В действительности поле может иметь н эллипткческую поляризацию, однако оптимальные результаты достигаются при круговой поляризации.
Когда постоянное магнитное поле подмагннчиваиия направлено перпендикулярно плоскости круговой поляризации, связь между высокочастотным полем и магнитными моментами может быть сильной или слабой. Связь будет сильной в том случае, если вектор поляризации вращается в ту же сторону, куда направлена прецессня, н слабая — если в противоположную. За счет этой связи достигаются сравнительно большие величины разностного фазового сдвига в данном объеме материала. Это обеспечивает высокую эффективность фазоврашателя в отношении энергии переключения, вносимых потерь и габаритов. Разностиый сдвиг фазы таких фазовращателей характерен сменой знака фазы при изменении направления распространения высокочастотной энергии.
При использовании в РЛС, в которой для приема и передачи применяется одна и та же антенна, фазовращателн должны переключаться в периоды между двумя этими режимами работы, чего можно достичь посредством быстрого переключения фазовращателя в режим приема с помощью управляющего импульса, полярность кото. рого противоположна той, которая используется в режиме передачи, Двухстержневой дискретный фазовращатель с тороидальной ковструкцией впервые был описан в )958 г. [3). Этот фаэовращатель включает ферромагнитный тороидальный сердечник, размещаемый в отрезке волновода (рис.
8). Через отверстие в сердечнике проходит управляющая обмотка (провод), которая, в свою очередь, подключается к управляющему усилителю, способному вырабатывать либо положительный, либо отрицательный импульс тока. При подаче в обмотку импульса тока достаточной величины возникает магнитное поле, которое переводит тороидальный сердечник в состояние насыщения. После прохождения импульса сердечник в зависимости от полярности импульса остается в одном из состояний остаточной намагниченности: + В, илн — Вяг Фазовый сдвиг обеспечивается двумя вертикальными секциями — сердечниками (параллельнымн Е-волю), а горизонтальные секции используются для образования замкнутого магинтопровода. Вертикальные секции находятся в областях круговой волярнзации высокочастотного магнитного поля, и ортогональная статическая намагниченность достигается за счет оста.
точной магнитной индукции. Изменением направления остаточной магнитной индукции обеспечивается сильная илн слабая связь, создающая две раз- язь Гл, б. Фазоаращатели фазироеанногх антеннах решеток личные высокочастотные фазовые постоянные. При данной длине сердечника эти две высокочастотные фазовые постоянные обеспечивают получение неноторого разностного сдвига фазы. Как видно из рис, 8, если вектор остаточной магнитной индукции направлен по часовой стрелке, а высокочастотная энергия распространяется слева направо, то получается опорное значение фазы гро.
При сохранении направления распространения высокочастотной энергии и смене направления вектора остаточной магнитной индукции на противоположное получается новое значение фазы ~рз. Аналогичные значения фазы достигаются при распространении высокочастотной энергии справа на- Рнс.
13. Осноаные элементы 4-секннонного дискретного даукстермнеаого фазоарамателн диапазона 5. лево, но пРи этом значение йто полУчаетсЯ пРи вРащении вектоРа остаточной магнитной индукции против часовой стрелки, а значение ~уз — при вращении вектора по часовой стрелке. Теоретический анализ работы двухстержневого фазовращателя приводится в [!9, 23 †2.
Как показывает этот анализ, улучшение характеристик фазовращателя можно обеспечить путем заполнения отверстия в тороидальном сердечнике материалом со сравнительно высокой диэлектрической проницаемостью (а ) 13). Анализ также показывает, что разностный фазовый сдвиг, не зависящий от частоты, может обеспечиваться при правильном выборе диэлектрической проницаемости, размеров сердечника и ширины волновода.
Кроме того, анализ позволяет получать оптимальные величины таких важных параметров, как энергия переключения, вносимые потери, размеры и масса, без проведения лабораторных измерений, отнимающих обычно много времени. Основные элементы двухстержневого дискретного фазовращателя показаны на рис. 13. Как видно из рисунка, он включает отрезок волновода, феРРомагнитные тоРоидальные сердечники, диэлектрические вставки и тРансформаторы, используемые для согласования области волновода уменьшенная 222 5,3. Необратииеае (невэаимные) ферритоаые фазоаращатели ширины с ферромагнитным сердечником и полого волновода.
На рисунке представлен 4-секционный фазовращатель диапазона 8, обеспечивающий сдвиг фазы с дискретностью 22,У. В фазовращателе используется термокомпенсированный кристалл граната с содержанием иттрия, железа и алюминия, имеющий остаточную магнитную индукцию 410 Гс. Высокочастотная часть копструировалась с применением метода машинного проектирования [26[ для оптимизации таких параметров, как размеры, масса, вносимые потери, энергия управления и управля1ощий ток с обеспечением независимости сдвига фазы от частоты.
При этом было получено весьма близкое соответствие результатов Таблица 3 Параметры двухстержнееого дискретного фазовращателя коммутационного типа диапазона 5(1,5 — 5,2 ГГц) Параметр Лааееепе параметра Рабе шя частота, ГГц Максимальный фазовый сдвиг, град Дискретаость фазового сдвига, град Импульсная мощность, кВт Средняя мощность, Вт Способ охлаждения 3,! -3,4 360 22,5 15 100 Естественная конвекция 0,65 Вносимые потери, дБ Коэффициент стоячей волны по напра.
жению (максимальзое значение) Ке Время переключения, мкс Энергия переключения, мкДж Импульсный управляющий ток, А Длина, см Поперечное сечение, см Масса (включая схему управления), г 1,17 6 800 5 20 ЗХ7,6 470 теоретических расчетов и экспериментальных измерений. Например, фазовый сдвиг вдоль тороидального сердечника по расчетам составил 28,7' на сантиметр длины, а по измерениям 28'. Параметры этого фазовращателя сведены в табл, 3. Графики, характеризующие температурную стабильность фазовращателя, приведены на рис.
!4 и !5, они определяют зависимость фазового сдвига соответственно от температуры и средней мощности. Этот фазовращатель типичен для значительного числа двухстержневых фазовращателей, рассчитанных на частоты диапазона 5 и выше [4, 28, 301. Двухстержневые фазовращатели разработаны как на ферритах, так и нв феррит.гранатах. Ферритовые материалы имеют преимущества по вносимым потерям и управляющей энергии благодаря более прямоугольной форме петли гистерезиса.
Однако они чувствительны к колебаниям температуры, и их использование без той или иной системы охлаждения для поддержания постоянной температуры требует принятия некоторых мер для снижения этой чувствительности. Нечувствительность к колебаниям температуры можно обеспечить при помощи метода управления магнитным потоком [!4[ или применением составных магнитопроводов [3
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
