Циркуляторы

Внешний вид одного из циркуляторов, имеющего один щелевой мост и один “свёрнутый” двойной волноводный тройник, показан на рис. 3. В четвёртом плече циркулятора в данном случае включена согласованная нагрузка. Развязка плеч циркулятора имеет обычно величину порядка 20-30 дб при вносимых потерях порядка 0,3-0,5 дб. Существуют циркуляторы, способные работать при весьма высоких импульсных и средних мощностях в полосе частот, примерно соответствующей полосе частот, используемых волноводных мостов.

Рис. 3

На рис. 4 и 5 схематически изображены два других типа ферритовых циркуляторов. В четырёхплечем устройстве, показанном на рис. 4, используется эффект Фарадея. Ферритовый стержень, находящийся в продольном постоянном магнитном поле, располагается вдоль оси круглого волновода, возбуждаемого на волне типа Н11. К этому волноводу под углами 45град подключаются четыре входа, выполненных на базе стандартных прямоугольных волноводов.

Підпис: Рис. 4 Принцип устройства поляризационного циркулятора Развязка между соответствующими плечами достигается за счёт поляризационных явлений. Так, при подаче энергии со стороны плеча 4 волна не может поступать в плечо 2 вследствие взаимно перпендикулярного расположения плоскостей поляризации в соответствующих прямоугольных волноводах. Далее, волна не может ответвляться из круглого волновода в плечо 3, так как после прохождения секции с ферритом электрическое поле в круглом волноводе параллельно широкой стенке плеча 3. Единственным возможным направлением движения энергии из плеча 4 является плечо 1, что и требуется от циркулятора.

В трёхплечем циркуляторе, изображённом на рис. 5, используется Y-образный 120-градусный волноводный тройник в плоскости Н. Ферритовый цилиндр располагается в центре тройника; постоянное магнитное поле Но, перпендикулярно плоскости чертежа.

Рис.6

Рис.5

Принцип действия Y-циркулятора можно пояснить так. Волна типа Н10, поступающая со стороны плеча 1, дифрагирует на ферритовом

цилиндре и создаёт две поверхностные волны, обегающие намагниченный ферритовый цилиндр в двух противоположных направлениях. Подбирая диаметр цилиндра и величину Н0, можно обеспечить расположение максимума электрического поля в центре плеча 2 при узле, расположенном в центре плеча 3. В результате энергия из плеча 1 передаётся в плечо 2 и не попадает в плечо 3. Невзаимность обеспечивается за счёт различия фазовых скоростей волн, обегающих ферритовый стержень в направлении часовой стрелки и в противоположном направлении. Поэтому при подаче энергии в плечо 2 она передаётся только в плечо 3, которое в свою очередь оказывается связанным только с плечом 1.

На частотах порядка 3 Ггц и ниже часто используются Y-циркуляторы, образованные не волноводами, а полосковыми линиями. Благодаря своей компактности и простоте конструкции Y-циркуляторы находят на практике широкое применение.

На рис. 6,апоказано простейшее применение циркулятора в качестве развязывающего вентиля при большой мощности СВЧ генератора. Более интересным и практически важным является применение циркуляторов в так называемых отражательных усилителях СВЧ диапазона, к числу которых относятся квантовые парамагнетические усилители на полупроводниковых диодах. Усиленный сигнал, отражающийся от усилителя, отделяется циркулятором от падающей волны, как показано на рис. 6,б, и направляется в нагрузку, например, в приёмник. Наконец, циркуляторы могут применяться также в качестве основного элемента ферритового антенного переключателя, изображенного на рис. 6,в. Ввиду того, что развязка плеч циркулятора обычно не превышает 30-40 дб, в плече, идущем к приёмнику, оказывается необходимым включать резонансный разрядник защиты приёмника.

Перейти на страницу: 1 2 3

Дополнительные материалы

Первый отечественный физик – продолжатель трудов Максвелла и Герца
П. Н. Лебедев наряду с М. В. Ломоносовым одна из замечательных фигур истории русской физики. Академик С. И. Вавилов, президент АН СССР в 1945 – 1951 гг. Петр Николаевич Лебедев – «…великий русский физик, внесший после смерти Г. ...

Химия и космос
Химия имеет прямое отношение ко многим достижениям человека в освоении космоса. Без усилий многочисленных ученых-химиков, технологов, инженеров-химиков не были бы созданы удивительные конструкционные материалы, которые позволяют космич ...

Коперник и восприятие его идей в ХХ в.
Среди ученых, родившихся более пятисот лет назад, много ли найдется таких, кого мы знаем не только по имени и чью тень мы призываем на помощь в трудные минуты, когда безмолвствуют живые? Николай Коперник, 525-летие со дня рождения которого ...

Разделы

Электромагнитный импульс как оружие

История вопроса и современное состояние знаний в области эми.

Лабораторные стенды в учебном процессе

Обзор и сравнительный анализ существующих стендов.

Аспекты технического знания

Технический объект и предмет технических наук.

Сварка металлов плавлением

Классификация электрической дуговой сварки.

Распределение примесей в кремнии

Описание процесса зонной плавки и ее математическая модель.



Наука сегодня и вчера - www.anytechnic.ru