Ферритовые микроволновые устройства для систем с высоким уровнем мощности

При подаче тока в обмотку магнитной системы в волноводе с ферритом образуется поперечное магнитное поле и при определенной его ориентации относительно вектора электромагнитной волны происходит изменение ее фазы, которое увеличивается при увеличении индукции управляющего поля. Наиболее эффективное изменение фазы происходит при создании четырехполюсного магнитного поля [3, с.76-81], причем центральные линии этого поля и линии (или хотя бы их концы), на которых располагаются точки вращения вектора магнитного поля волны, должны совпадать. Для уменьшения потребления энергии управления элементы магнитопровода должны выполняться из материалов с наибольшей магнитной проницаемостью. Кроме того магнитопровод статора изготавливается из простых деталей без применения сложных и дорогих вырубных штампов. В таком статоре резко упрощается укладка катушек, так как это делается снаружи в открытые пазы.

Фазовращатели используют в различных устройствах сверхвысоких частот техники, например в системах с большим числом потребителей - для обеспечения требуемого распределения начальных фаз поступающих к ним сигналов, в фидерах радиосистем - для выравнивания электрических длин фидеров, в фазированных антенных решётках и др. когерентных радиосистемах.

Чаще применяется фазовращатель на основе линии волновода. Ферритовый фазовращатель в прямоугольном волноводе с продольным намагничиванием.

По оси волновода расположен ферритовый стержень, круглого или прямоугольного сечения. Управляющее магнитное поле направлено продольно и создается соленоидом, намотанным снаружи непосредственно на волноводе. Изменением управляющего магнитного поля можно менять магнитную проницаемость феррита и соответственно скорость распространения и длину волны высокочастотных колебаний внутри волновода, а следовательно, и фазу поля за ферритовым стержнем. Достоинством такого фазовращателя является его простота и возможность регулировки фазы в широких пределах (0.3600) при небольшом ослаблении мощности колебаний (0,5.1,0 дБ).

Ферритовый фазовращатель в прямоугольном волноводе с поперечным полем подмагничивания.

Ферритовая пластина прямоугольного поперечного сечения размещается параллельно узкой стенке между ней и серединой волновода (приблизительно на расстоянии а/4 от узкой стенки, где а - размер широкой стороны волновода). Полюса магнита N и S устанавливаются по обе стороны пластины. В таком фазовращателе для увеличения фазового сдвига и уменьшения общей длины обычно используются две ферритовые пластины, располагаемые по обе стороны от средней плоскости волновода и соответственно намагничиваемые.

Возможен коаксиальный вариант фазовращателя, в котором феррит заполняет часть пространства между центральным проводом и экранирующим цилиндром, а поперечное магнитное поле создается магнитом, устанавливаемым снаружи отрезка коаксиальной линии.

Частным случаем фазовращателя является гиратор.

Гиратор

- направленный фазовращатель, в котором изменения фаз электромагнитных волн, распространяющихся в противоположных направлениях, отличаются на 180°. Принцип действия гиратора основан на необратимых свойствах намагниченного феррита, вызывающих поворот плоскости поляризации, фазовый сдвиг и т.д.

Простейший гиратор представляет собой отрезок круглого волновода, в который помещён намагниченный ферритовый стержень определённых размеров.

Создание микроволновых устройств с быстроуправляемыми параметрами и систем с характеристиками, которые отличаются в различных направлениях распространения микроволнового электромагнитного поля (невзаимных систем), невозможно без ферримагнитных диэлектриков - ферритов. С момента появления ферритов в конце 40-х годов не прекращается совершенствование их параметров и синтез новых материалов, отвечающих требованиям микроволновых систем, в которых они используются. Одним из важнейших преимуществ фертов является возможность построения с их помощью микроволновых устройств рассчитанных на высокие уровни мощности.

Перейти на страницу: 1 2 3 4 5

Другие публикации

Unix-подобные системы
UNIX — группа переносимых, многозадачных и многопользовательских операционных систем. Первая система UNIX была разработана в 1969 г. в подразделении Bell Labs ком ...

Устройство веб-камеры
Цифровая веб-камера представляет собой сетевое устройство, которое состоит из видео камеры (ПЗС-матрицы), процессора компрессии и встроенного веб-сервера. Как правило, ве ...

Меню

Copyright @2020, TECHsectors.ru.