Главная страница Комод Кухня Компьютерный стол Плетеная мебель Японский стиль Литература
Главная  Передающие устройства СВЧ 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 [ 138 ] 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149

ниченностью насыщения и при неоднородном намагничивании. Полосковые конструкции таких приборов работают на низком (менее 1 Вт) уровне мощности из-за нелинейных явлений и плохого охлаждения, вследствие использования ферритовых образцов достаточно большой толщины. Доре-зонансный режим работы таких приборов ограничивает низкочастотную границу их реализации частотами порядка 1 ГГц.

3. Развязывающие приборы для интегральных схем СВЧ работают на низком и среднем уровне мощности и обычно выполняются на основе микрополосковой линии. В сантиметровой и коротковолновой части дециметровога диапазона длин волн используют дорезонансные циркуляторы, как правило, на сплошной ферритовой подложке с подмагничиванием области полоскового разветвления. Такие приборы отличаются компактностью конструкции, малыми массой и габаритами и достаточно широкой полосой рабочих частот. В длинноволновой части дециметрового диапзона применяют зарезонансные У-циркуляторы на диэлектрической подложке со встроенным ферритовым образцом, имеющим чаще всего форму диска. Такая конструкция обеспечивает сравнительно небольшой уровень потерь при приемлемых массе и габаритах магнитной системы. В средней части дециметрового диапазона могут использоваться микрополосковые резонансные шлейфные вентили, не уступающие зарезонансным У-циркуляторам по уровню потерь и имеющие меньшую массу и габариты магнитной системы. Развязывающие приборы для интегральных схем СВЧ могут работать до уровней средней мощности порядка единиц ватт, а при охлаждении - до ста ватт.

§ 14.3. РЕЗОНАНСНЫЕ ФЕРРИТОВЫЕ ВЕНТИЛИ

Резонансные вентили находят широкое применение и выполняются обычно на основе прямоугольного волновода или полосковой линии. Эти приборы отличаются конструктивной простотой, технологичностью, надежностью, хорошими электрическими характеристиками, в них можно обеспечить эффективный отвод теплоты, выделяющейся в ферритовых образцах. Принцип работы резонансных вентилей основан на невзаимном поглощении в намагниченном феррите энергии волн с разным направлением вра-



щения вектора СВЧ магнитного поля. Поэтому для создания таких приборов на основе конкретного фидера необходимым является наличие в нем областей с круговой (или с эллиптической, но близкой к круговой) поляризацией СВЧ магнитного поля.

В прямоугольном волноводе с волной (рис. 14. 4, а) круговая поляризация имеет место в плоскостях, параллельных узким стенкам волновода и расположенных симметрично относительно его середины на расстоянии

Хо = arctg Vl -(К/2аУ/(К/2а).

Направление вращения вектора магнитного поля в этих плоскостях меняется на обратное при изменении направления распространения электромагнитной волны. Если в волноводе поместить намагниченные до резонансного значения поля ферритовые пластины так, как это показано на рис. 14.4, то потери в них для волн с различным направлением распространения различны (малы для одного и велики для другого), т. е. такой прибор является резонансным вентилем.

Ферритовые пластины могут быть расположены либо в плоскости Н [Я-вентиль (рис. 14.4, а)], либо в плоскости £ [f-вентиль (рис. 14.4,6)]. Ориентация ферритовых пластин определяет отличия как частотных пределов применимости этих приборов, так и уровней рабочей мощности. Последнее связано с возможностью интенсивного отвода теплоты в Я-вентиле при хорошем тепловом контакте между широкой плоскостью ферритовой пластины и волноводом. Различие же частотных пределов применимости обусловле1ю различием в значениях внутреннего и внешнего подмагничивающих полей. Внешнее значение резонансного поля ферритового образца, имеющего форму эллипсоида вращения и намагничекпого по оси z, определ.чется формулой


Рис. 14.4. Конструктивные схемы резонансных вентилей в прямоугольном волноводе:

а - -вентиль; б -/?-вентнль; / - . ферритовые вкладыши



Киттеля, которую можно представить в следующем виде:

;=/{*)%+1+Ч-)р. 04.7,

где = yH4f - относительно резонансное внешнее под-магничивающее поле; Nх, Ny, Мг - размагничивающие факторы по соответствующим осям, причем Мх + Ny + + = 1. Тонкие длинные ферритовые пластины можно считать предельным случаем вырождения эллипсоида.

Для Я-вентиля Л' ~ 1; Л/ ~ Л/ ~ 0; ~ 1 + р; а~1.

Для Я-вентиля

Таким образом, в случае тонких пластин внутреннее поле в Я-вентиле соответствует значению поля при продольном ферромагнитном резонансе сг, = 1, а в Я-вентиле - значению поля при поперечном ферромагнитном резонансе

Большое значение этого поля для Я-вентиля позволяет, уменьшать потери в слабых полях, благодаря чему длинноволновая граница этих приборов находится в дециметровом диапазоне длин волн. Для f-вентилей эта граница лежит в сантиметровом диапазоне.

Остановимся несколько подробнее на вопросах расчета и конструирования Я-вентилей, которые достаточно широко используют при работе на ВУМ в дециметровом диапазоне.

1. Выбор марки феррита. Чтобы исключить потери в слабых полях, намагниченность насыщения феррита должна удовлетворять условию

где /min - минимальная частота рабочего диапазона, который обычно не превышает ±10-15 % от среднего значения, Я, - поле анизотропии выбранной марки феррита.

При работе на высоком уровне импульсной мощности необходимо, чтобы значение порогового поля h op было как можно больше. Кроме этого, целесообразно использовать марку феррита с более высокой температурой Кюри, в значительной степени определяющей термостабильность прибора и его работоспособность на высоком уровне средней мощности.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 [ 138 ] 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149

© 2007 EPM-IBF.RU
Копирование материалов разрешено в случае наличия письменного разрешения