![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Невзаимные и управляющие устройства с ферритами: резонансный вентиль на полосковой линии передачи, вентиль со смещением поля, ферритовые фазовращатели, тороидальные фазовращатели.В полосковой конструкции резонансного вентилявращающееся магнитное поле в области ферритового образца создается с помощью двух поперечных шлейфов длиной λв/8 и 3λв/8. В проводниках этих шлейфов проходит ток, равный току в основном тракте и сдвинутый по фазе по отношению к нему на 90°. В результате прохождения токов через плечи крестообразного разветвления образуется вращающееся магнитное поле с левым вращением относительно поля подмагничивания для падающей волны и с правым вращением для отраженной волны, которая поглощается в ферритовых дисках при гиромагнитном резонансе. Суммарный ток, ответвляющийся в шлейфы, равен нулю, и шлейфы не нарушают согласования вентиля. Общим недостатком вентилей с резонансным поглощением является большая масса постоянного магнита, который должен создавать магнитное поле напряженностью в сотни тысяч ампер на метр для 3-см диапазона волн.
Рис. правее – вентиль со смещением поля на полосковой линии передачи с короткозамкнутыми шлейфами В вентиле со смещением поляна прямоугольном волноводе ферритовую пластину 1 размещают в области волновода с вращающимся магнитным полем и напряженность поперечного поля подмагничивания выбирают такой, чтобы магнитная проницаемость для падающей правовращающейся волны была отрицательной. В этом случае коэффициент распространения в феррите оказывается мнимым и поле вытесняется из феррита. При распространении отраженной волны с левой круговой поляризацией μ_>0 и вследствие повышенных значений Диэлектрической проницаемости феррита поле отраженной СВЧ волны концентрируется у его поверхности. Распределения поля Е для падающей и отраженной волн в поперечном сечении волновода с ферритом показаны на рис. левее. На поверхность ферритовой пластины 1 наносят поглощающую металлическую пленку 2, поэтому отраженная волна, концентрирующаяся у поверхности феррита, испытывает значительное поглощение. На падающую волну поглощающая пленка практически не влияет. Вентили со смещением поля по сравнению с резонансными имеют существенно облегченную магнитную систему, более широкополосны, однако могут работать при сравнительно небольших уровнях мощностей. Ферритовые фазовращатели.Ферритовые фазовращатели СВЧ успешно конкурируют с фазовращателями на p-i-n-диодах и на сантиметровых волнах позволяют управлять более высокими мощностями, хотя и обладают несколько меньшим быстродействием.
Более распространены ферритовые фазовращатели с поперечным полем подмагничивания. В них используются существование в волноводах областей с вращающимся вектором H и зависимости магнитных проницаемостей ферритов μ+ и μ- от напряженности подмагничивающего поля. Поэтому вместо постоянных магнитов в фазовращателях применяются электромагниты. Фазовращатели с поперечным полем подмагничивания невзаимные, так как направление вращения вектора Н в области ферритовых вставок оказывается различным для волн, распространяющихся в противоположных направлениях.
Общим недостатком фазовращателей с плавным изменением фазы (аналоговых фазовращателей) является необходимость непрерывной подачи тока в управляющие обмотки. Этот недостаток устранен в дискретных фазовращателях на ферритах с прямоугольной петлей гистерезиса. Такие ферриты, будучи намагниченными, сохраняют это состояние неограниченно долго и требуют затрат энергии на управление лишь при перемагничивании. При реализации Управляемых устройств на ферритах с прямоугольной петлей гистерезиса необходимо обеспечивать замыкание управляющего магнитного потока внутри феррита.
Три секции, обладающие переключаемыми фазовыми сдвигами 180, 90 и 45°, позволяют перекрыть интервал изменения фазы 0-360° с дискретом 45°. Ферритовые вставки 1 имеют форму прямоугольных тороидов, пе-ремагничиваемых пропусканием импульсов тока в противоположных направлениях через проводники 3, пропущенные внутри тороидов. Тороидальный фазовращатель невзаимный, принцип его действия аналогичен принципу действия фазовращателя с поперечно-намагниченными пластинками феррита. На концах тороидального фазовращателя устанавливают согласующие диэлектрические вставки 2. Тороидальные фазовращатели имеют время переключения 0,5—2,0 мкс. В полосе частот ±5% тороидальные фазовращатели с полным перекрытием фазы 0—360° имеют уровень вносимого ослабления 0,8—1,2 дБ и характеризуются входным КСВ не более 1,2 во всех фазовых состояниях. Допустимый уровень средней мощности колебаний СВЧ может достигать 0,2—0,4 кВт, а энергия, требуемая для перевода фазовращателя из одного состояния в другое, составляет 3·10-4—3·10-3 Дж.
|