Ь/Ъ. Ширина зазора между шлейфами примерно равна ширине шлейфов. При такой форме полоскового проводника в плоскости, перпендикулярной плоскости проводника и отстояш,ей от места присоединения шлейфов на расстояние Al ~ 0,02 Яо, имеет место круговая поляризация СВЧ магнитного поля. Ферритовые пластины 2 распола- гают симметрично относительно этой плоскости. То, что полосковый проводник имеет гребенчатую форму, приводит к замедлению электромагнитной волны (коэффициент замедления равен 2-3) и к возможности уменьшить продольные размеры ферритовых пластин и вентиля в целом по сравнению с размерами вентилей в прямоугольном волноводе. Так, для обеспечения обратных потерь при > > 20 дБ в полосе частот 20-40 % длина ферритовой пластины должна иметь раз.меры (0,5 -ь 0,7) Яд. Ширину ферритовых пластин 2т выбирают в пределах (0,05 -г- 0,1) Я , а толщину п (0,1 -ь 0,2) Ь.

/

3/8А„

Рис. 14.7. Схемы выполнения полоскового проводника для резонансных вентилей с реактивными шлейфами

При выборе марки феррита и при рассмотрении тепловых явлений в данном случае справедливы те же соображения, что и для Я-вентиля в прямоугольном волноводе.

Реализация резонансного вентиля с гребенкой в ми-крополосковом варианте связана с технологическими и конструктивными трудностями, возникающими при создании монолитных ферритодиэлектрических подложек.

В микрополосковой исполнении наиболее часто применяют резонансные вентили с реактивными шлейфами (рис. 14.7). Два реактивных шлейфа, присоединенные к основному полосковому проводнику под углом 90°, обеспечивают, с одной стороны, согласование прибора, так как реактивности шлейфов взаимно компенсируются друг другом, а с другой - создают в месте сочленения поперечный ток, равный току в основном проводнике волно-

вода и сдвинутый относительно него по фазе и направлению на 90°. Эти токи возбуждают в области сочленения СВЧ магнитное поле с круговой поляризацией, куда помещают цилиндрический ферритовый элемент диаметром (1 3) IF, где W - ширина полоскового проводника. Достоинствами такой конструкции являются простота, малые габариты.

Следует отметить, что при рассмотренных формах центрального проводника нельзя получить оптимальных электрических характеристик вентиля, поскольку из-за влияния феррита и паразитных параметров (емкости) сочленения оптимальные значения, экстремумы обратных и прямых потерь, а также /Сету оказываются, как правило, разнесенными по частоте. Поэтому в реальных конструкциях вентилей необходимо использовать дополнительные согласующие реактивные элементы и трансформаторы полных сопротивлений.

§ 14.4. ФЕРРИТОВЫЕ ЦИРКУЛЯТОРЫ

У-ц иркуляторы, выполненные на основе прямоугольного волновода, применяют как на низком, так и на высоком уровнях мощности в миллиметровом и сантиметровом диапазонах длин волн. Эти приборы работают в дорезонансной области подмагничивающих полей. Простейшая конструктивная схема такого У-циркулятора (рис. 14.8) включает в себя симметричное волноводное сочленение в Я-плоскости 1, цилиндрический ферритовый вкладыш 2 и магнитную систему 3.

А-А

Рис. 14.8. Конструктивная схема К-циркулягора, выполненного на основе прямоугольного волновода

Наиболее наглядно принцип работы такого прибора объясняется явлением дифракции плоской электромагнитной

волны на ферритовом круглом цилиндре. При этом распределение электрического поля на внешней поверхности цилиндра, обусловленное суммой падающей и рассеянной волн, зависит от его геометрических размеров и электрических параметров. При определенных значениях этих параметров в случае ненамагниченного феррита (или диэлектрика) дифракционная картина поля имеет вид, показанный на рис. 14.9, а. Это распределение можно рассматривать как суперпозицию двух азимутальных пространственных гармоник с равными амплитудами, распространяющихся по поверхности цилиндра в противоположных направлениях. Когда к цилиндру приложено внешнее поле, фазовые соотношения между этими гармониками меняются*, и узлы дифракционной картины поля поворачиваются.

Рис. 14.9. Дифракционная картина электрического поля на внешней поверхности ферритового цилиндра:

а - в отсутствие подмагничивания {изотропный феррит), б - при значении подмагничивающего поля соответствующем режиму циркуляции

При некотором значении подмагничивающего поля один из узлов располагается по центру изолированного плеча (рис. 14,9, б). При этом распределение электрического поля, возбуждающего это плечо, соответствует нераспро-страняющейся в нем волне Яго- В центрах входного и выходного плеч амплитуды электрического поля равны и между плечами происходит передача энергии с малыми по-теря.ми Прн подаче энергии в выходное плечо она будет

* Сгрого говоря, при этом меняются и амплитудные соотношения, однако чтобы не усложнять описание, этим фактом можно пренебречь. Отменим ,шшь, что равенство амплитуд в этом случае можно восстановить изменением диаметра цилиндра.