Устройства СВЧ и Антенны (Д.И. Воскресенский и др) (561333), страница 23
Текст из файла (страница 23)
рис 8.6) боковая поверх- а пчппкскная лакэ ность фсррита покрывается радиопогэощаюшей пленкой. Место расположения ферритовой щуастинки Рис, 8.7. Распределение паперечнауа электрического паля ектричсскаго паля выбирают таким, чтобы для палающей волны оно соавалиоваде вентиля са смещением отаетствовало правому вращению вектора П. В этом паля случае магнитная проницаемость феррнта отрица- тельная, коэффициент фазы в фсррите становится с~шота мнимым и поле волны вьпесняется из феррита (рис.
8.7). Волна распространяет'са по волноводу практически без потерь,твк как в месте расположения поглошающей пленки образуется ноль поперечного электрического пауль Отраженная волна в месте )асположения феррита имеет положительную магнитную проницаемость. Для этой долны в месте расположения поглощающей пленки образуется иаксимум поперечной дпвтавляюшей электрического поля, и она интенсивно поглощается этой пленкой.
Поизацнонный вентиль ! ис. 8.8,а) состоит из поги изатора на круглом волнаеоде с волной Н» (см. рис. )4 )6), 2 принцип работы которого рассмотрен в и. 9.3 и основан 3 На 3 на использовании эФФекта -«шэ=---=-д Х:Г ! — — а. Н затора подключены плавные ! а) ! ! ! перехолы 2 на прямоугольные волноводы ! и П, являющиеся ° ! вь ! входам и выходом вентиля.
, П~йУ Внутри переходоа размещены 4~~ В погяошающие упастины 3. Й Параметры ферритовога стержня 1 и соленоида 4 па! добраны так, чтобы обеспе- Ц'-3 —, — — —. - ..~ В чивать поворот на угол Р=4УР плоскости полярнзае) цин, проходящей по круглому Рис.8.8. Паляриэалиааный вентиль волноводу волны Н».
При Г- Феврьтаьыя стержень, 2- «сясхоа с кругмга ка лрякау ькмя возбуждении входа вентиля ! юлваэаэ, 3 — ~юга ажэюмэя пакетика, 4 — галсаекл волной Нм прямоугольного 101 8.3. Цнркудпторы СВЧ Цнркуляторы представ! лают собой устройства СВЧ, имеющие трн нлн четыре входных линии передачи 3 (рис. 8.9), причем мощность 2 СВЧ без потерь передке»ся в одном направлении, напри- 2 мер, с первого входа на второй, са второго на третий и 3 т,д. Цнркуляторы, имеющие и) оф три входных линии передачи, Рнс.8.9. Условнмс обозначения циркуляторов: называются Укяиркуляжариии, а- У циркуля»ар, б4 ниираулатер Циркуляторы с четырьмя входамн ниываются Х-ииркулямариии.
Па эквивалентной схеме такие циркуляторы отображаются а виде шестинлн восьмнполюсннка соответственно и имеют матрицы рассеяния 2 3 4 "1 1 2 3 )~О О $» — -21 О Оа" 3 О ! О где Р— фазовый сдвиг, вносимый цнркулятором прн прохожленин волны с одного входа на другой.
162 1 волновода (рис. 8.8,б) ока в плавном переходе 2 преобразуется в волну Нн круглого волновада. Зто преобразование происходят без поглощения мощности СВЧ пластиной 3, так как силовые пинии электрического поля проходящей волны перпендикулярны пластине. Пройдя через поляризатор, плоскость поляризации волны Нн наворачивается по часовой стрелке на 45; и силовые линии электрического поля оказываются параллельными узким стенкам вьиодного прямоугольного волнавода. Второй плавный переход преобразует без потерь волну Нп круглого волновода в волну Н,с прямоугольного возноаода П.
При возбуждении прямоугольного валновода П волной Нм (рис. 8.8,в) она без потерь преобразуется в волну Нп круглого волнавода. Пройдя поляризатор, плоскость поллрнзацни волны Нн поворачннается по часовой стрелке на 45', так как направленце врашення плоскости полярнзацнн в эффекте Фарадея определяется направленцем подмагничнваюшего полл П и не зависит от направления распространения волны.
Таким абрисы, силовые линии электрического поля волны Нп оказываются параллельными поглошающей пластине и цирокнм стенкам прямоугольного волновода 1. Мошиость СВЧ, переносимая этой волной, интенсивно поглощается пластнной 3, н на вход ! волна не проходит. Вентили используюжя как элементы развязки в трактех СВЧ, например, для устранения вредного воздействия отраженной волны на генератор СВЧ-колебаний. Видно, что матрицы рассеяния циркуляторов иссимыет оватсльно, циркулятор является невзаимтгым устройство ьшее практическое применение имеют у-циркуляторы, цнтиых проиицаемостей феррита для волн круговой паляии магнитною поля правого и левого вращений, а глюке ризационны8 и фазовый Хциркуля горы.
Волноводный у-циркулятор (рис. 8.!О) выполнен на осле волноводного Ниютоскостного у-тройника, на оси кото'уо размещены ферритавый диск 1 и диэлектрическое коль- 2 Сверху и снизу ферритового диска размешаны постоян- . ' е магниты (иа рис. 8.!О не показаны). Диэлектрические ри 3 предназначены для согласования входов циркулятоДиэлектрическае кольцо предиазкачено для повышения мпературной стабильности и устойчивости характеристик гпирхулятара к измененшо подмагничивающего поля. При уждеиии, например, первого входа волной Ого прямо- В(Тальвета волновода она разделяется на две волны, агибаюие ферритовый диск.
Направления ения вектора Н этих воли а Впво . 1'1(есте расположения феррита аказытся противоположными. Поэто- 1 магнитные проницаемости феркричового диска для этик волн д, и оказываются различнымн. Это "'ттбусловливает различие фазовых Зсаоростсй воли, огибающих ферри'тоаый диск с разных сторон. Разме'Ры н параметры феррита подбирают '.'щкими, чтобы эти волны на входе П .циркулятора складывались в фазе, а зпа входе П! — в противофазе.
Из-за ' йаворотной симметрии у-циркуля- 'тора аналогичные процессы булуг происходить при возбуждении вхог'дав П и 1П. Поляризационный циркулятор 5(рис. 8.11,а) имеет конструкцию, Станалогичную конструкции поляри:гг4вдиоиного вентилЯ (см.
Рнс. 8.8). ~~)тлнчие состоит в том, что погло„ещающие пластины заменены волио(лепными входами ПП и 1)г циркуля~~ОРа. Причем вход (т!ршвертгут отРюситечьно входа П1 иа '45' гю ча- рические, но унитарные. м СВЧ без потерь. Наииспальзуюшие различие Рнс. ЗЛО. Волноеодиый уыцнркуллтор. 1 — ферри оеын стержень, 2 — лизлсктричесюс ы ьио, 3 — сапгесуышни лиыектрнчсскив штырь Рнс. 8.11. Циркулятор иа круглом еалнанолс , д à — ферритоеыи стар кеиь, 2 — иерекол от «руг лот к лремоугальному еолштеолу, 3- бока ые огееплеинл к лрлмоугольиому ешгнаеолу,4 †солена 103 совой стрелке, если смотреть в направлении паля Не.
На рис. 8,11,6-6 схематично показаны взаимное расположение входов циркулятора и структура полай в различных сечениях прн возбуждении каждого из его входов. При возбуждении входа 1 мощность СВЧ проходит на вход П так жс, как в поляризационном вентиле. Входы 1П н 1Ч оказываются развязанньгмн, так как прн ориентации силовых линий поля, показанной на рис. 8.11,6, в них возбуждаются Е-волны, которые находятся в закритическом режиме.
Прн возбуждении входа!1 мощность СВЧ передастся на вход П1, так как после прохождения поляризатора плоскость полярювции волны Нп повернется иа 45' по часовой стрсяке и силовые линии электрического поля станут перпендикулярными широким стенкам волновода входа Нй При этом входы! и 1Ч оказываются развязанными, так как в них не возбуждается основной вояиы Н,ь Аналогично объясняется передача мошности СВЧ с входа П! на вход ПГ и с входа!Ч на вход 1 !Рис. 81!г и д соответственно). Фазовый циркулятор является Х-циркулятором, и его схема покззана на рис. 8.12.
Он состоит из двух, например, аолиоводво.шалевых мостов, между которыми включен ! 5, 7 невзаимный фазовращатель. При прахожЛенин волны через такой фазовращатель слева направо ее фаза не изменяется, а прн Жй' обратном прохождении фюа изменяется на 1 80'. Такой фазоврашатель на прямоугаль- 3 дй удб ном волноводе выполнЯетсЯ в виде феРРи- 3 6 8 2 товой поперечно подмагниченной плаРнс. 812. Схема фазового пнркулятора стинки, Расположенной параллельно оси волновода в месте круговой поляризации магнитного поля волны Ня. Встречные волны в волноводе имеют противоположныс направления вращения вектора Н в месте расположения фсрритовой пластинки. ПоЗтОМУ ИЗ-За РаЗЛИЧНЫХ ЗНаЧЕНИй МаГНИтНЫХ ПРОНИЦаЕМОСтсй Лч И Д ОНИ Прнсбретают различные фазавые сдвиги. Прн возбуждении входа 1 фазового пиркулятора мощность делится поровну между плечами 5 и 6 моста Причем в плече 5 фаза волны йз = 0; а в пяече 6 д, = — 90'.
Фазовые соотношения в плечах 7 и 8 второго моста сохРанаютса, т.е. фазы волн, возбУждающих эти плечи моста, 9, = Рз = 0', Р, = Рь = -90', так 'как невзаимный фэзавращатпчь нс изменяет фазу проходждей волны. Второй мост делит мощность, подводимую к каждому из плач 7 и 8 поровну между входами циркуля- тора 4 и 2, при этом на входе 4 волны стлпзываютая в противофазе, на входе 2 — в фазе. Таким образом, при возбуждении первого входа циркулатора мощность СВЧ передается на его второй вход При возбуждении второго входа циркулятора мощность делится мостом поровну между плечами 7 и 8, причем Р, = -90', кч = 0'. При переходе через невзанмвый фазовращатсль с плеча 7 на плечо 5 фаза волны изменится; Рз = Рт — ! 80' = — 270', а в плече 6 Рь = 49 = 0'. ПРн возбУждении плеч моста 5 н 6 РавнаамплитУднымн волнами с такими фазами происходит их сннфазное сложение на третьем входе циркулятора На входе 1 они оказывают в противофазе.
Рассуждая аналогично при возбуждении входов 5 и 4 циркулятора, можно показать, что мощность СВЧ передается на вхолы 4 и ! соответствскио. Практическая реализация таких цнркуляторов определяется конструк- 104 зУаней мостового устройства, которое может быть выполнено в виде валноводно. фелевых мостов, двойного Т-масте, кольпевого моста и т.п. Циркуляторы применяются 'й трактах приемопсредающих радиотехнических сисгем для работы на прием и передаагу с помощью общей антенны.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
