Свч поляризатор

Предлагаемое техническое решение относится к технике СВЧ и может использоваться в преобразователях поляризации, ферритовых фазовращателях, аттенюаторах и переключателях. Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в значительном уменьшении амплитуды паразитного сигнала с линейной поляризацией на выходе поляризатора.

Указанный результат достигается тем, что СВЧ поляризатор, содержит ферритовый стержень, установленный в волноводе, и два постоянных магнита, расположенных на противоположных сторонах его боковых поверхностей так, что их оси, параллельные противоположно направленным векторам намагниченности, совпадают.

Новыми признаками предлагаемой полезной модели является то, что боковые поверхности постоянных магнитов, параллельные оси ферритового стержня, соединяются прилегающими к поверхности волновода магнитопроводящими пластинами.

Предлагаемое техническое решение относится к технике СВЧ и может использоваться в преобразователях поляризации, ферритовых фазовращателях, аттенюаторах и переключателях.

Известна дифференциальная Д-90° секция (Д.К.Саусворт, Принципы и применения волноводной передачи, пер. с англ., Сов. Радио, М., 1955, стр.344-345), которая представляет собой отрезок круглого волновода с диэлектрической пластиной или отрезок эллиптического волновода. Такая секция преобразует линейно-поляризованную волну в круговую и, таким образом, является поляризатором. Она имеет недостаток, который заключается в том, что создаваемые ею фазовые сдвиги по ортогональным направлениям являются взаимными и поэтому она не может

применяться, например, в двухмодовом ферритовом фазовращателе, который используется в ФАР.

Наиболее близким по технической сущности является СВЧ поляризатор, входящий в состав двухмодового фазовращателя -аттенюатора [ Патент РФ №2208274 от 11.12.2001г.] Он состоит из ферритового стержня, например, квадратного сечения с металлическим покрытием и четырех постоянных магнитов, расположенных на его гранях и образующих в феррите поперечное квадрупольное магнитное поле. Такой поляризатор должен создавать для двух ортогональных СВЧ волн в волноводе с ферритом дифференциальный фазовый сдвиг (ДФС) равный 90°.

Известный СВЧ поляризатор имеет недостаток, который заключается в следующем. Для образования ДФС равного 90° четыре постоянных магнита должны иметь одинаковую намагниченность требуемой величины, которая определяется длиной ферритового стержня и электромагнитными свойствами феррита. Однако, в реальности намагниченность этих постоянных магнитов будет разная, так как она представляет собой остаточную индукцию магнитотвердого феррита, приобретенную в результате гистерезисного процесса намагничивания, который является случайным процессом. Поэтому в известном СВЧ поляризаторе все четыре ветви поперечного квадрупольного магнитного поля будут разными по величине. Для достижения минимального отклонения ДФС от 90° при изготовлении известного СВЧ поляризатора необходимо производить отбор постоянных магнитов - обычно трех, но даже в этом случае величина ДФС получается со значительными отклонениями в пределах 90°±12...15°.

Это приводит к образованию на выходе поляризатора кроме полезного сигнала с круговой поляризацией паразитного сигнала с

линейной поляризацией со значительной амплитудой: -(14...15)дБ от величины полезного сигнала.

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в значительном уменьшении амплитуды паразитного сигнала с линейной поляризацией на выходе поляризатора.

Указанный результат достигается тем, что СВЧ поляризатор, содержит ферритовый стержень, установленный в волноводе, и два постоянных магнита, расположенных на противоположных сторонах его боковых поверхностей так, что их оси, параллельные противоположно направленным векторам намагниченности, совпадают.

Новыми признаками предлагаемой полезной модели является то, что боковые поверхности постоянных магнитов, параллельные оси ферритового стержня, соединяются прилегающими к поверхности волновода магнитопроводящими пластинами.

Сравнение предлагаемого решения с известными техническими решениями показывает, что оно обладает новой совокупностью существенных признаков, которые совместно с известными признаками позволяют успешно реализовать поставленную цель.

На фиг.1 представлена конструкция предлагаемого СВЧ поляризатора.

На фиг.2 представлена векторная диаграмма СВЧ сигнала и магнитного поля постоянных магнитов.

СВЧ поляризтор состоит из ферритового стержня 1, волновода 2, двух постоянных магнитов 3 и 4, двух магнитопроводящих пластин 5 и 6. Волновод может быть выполнен в виде металлического покрытия на феррите (медного или серебряного); магнитопроводящие пластины выполняются,

например, из отожженых пермаллоя, электротехнической или конструкционной стали, низкочастотного магнитомягкого феррита. СВЧ поляризатор работает следующим образом. Постоянные магниты 3 и 4 установлены на противоположных стенках волновода 2 с ферритовым стержнем 1, например, квадратного сечения и каждый магнит имеет свою величину остаточной намагниченности (фиг.1). Так как векторы намагниченности направлены встречно, то они создают в поперечном сечении ферритового стержня 1 соответственно магнитные поля Hi и Н2, каждое из которых имеет по две одинаковые ветви. Из этих ветвей в результате образуется квадрупольное магнитное поле. Это поле проходит через магнитопроводящие пластины 5 и 6, которые предназначены для замыкания магнитопровода.

СВЧ сигнал с линейной поляризацией поступает на вход СВЧ поляризатора. Его электрический вектор Е (фиг.2) может быть разложен на два ортогональных вектора E₁ и Е ₂ по направлениям аа и бб, для которых при наличии квадрупольного магнитного поля создаются различные величины магнитной проницаемости. При направлении распространения СВЧ сигнала в сторону составляющая Е₁ имеет магнитную проницаемость ₁>₀ и на длине СВЧ поляризатора получает сдвиг фазы ₁+₂ от полей H₁ и Н₂ соответственно, где ₁>0 и ₂>0; составляющая Е ₁ имеет магнитную проницаемость ₁>_о и получает сдвиг фазы

-(₁+₂)<0 (см. например, А.Д.Фокс, С.Е.Миллер, М.Т.Вейсс, Свойства ферритов и их применение в диапазоне СВЧ, пер. с англ.. Сов. Радио, М., 1956г., стр.78-79). Так как СВЧ

поляризатор должен обеспечивать дифференциальный фазовый сдвиг равный 90°, то должно выполняться равенство:

2(₁+ ₂)90⁰ (1)

Для выполнения (1) на практике достаточно подбирать только один из постоянных магнитов 3 или 4 и при этом совершенно необязательно, чтобы ₁=₂, т.е. чтобы оба магнита имели бы одинаковую остаточную намагниченность. В результате на практике путем подбора только одного магнита можно добиться дифференциального фазового сдвига в пределах 90°±4°...5 ⁰ и таким образом уменьшить дополнительно амплитуду сигнала с линейной поляризацией на выходе СВЧ поляризатора с двумя магнитами на 9-10 дБ.

Кроме того, предлагаемое техническое решение существенно уменьшает время настройки поляризатора с постоянными магнитами, а также требуемое количество постоянных магнитов, что улучшает технологичность изделий.

СВЧ поляризатор, содержащий ферритовый стержень, установленный в волноводе, и два постоянных магнита, расположенных на противоположных сторонах его боковых поверхностей так, что их оси, параллельные противоположно направленным векторам намагниченности, совпадают, отличающийся тем, что боковые поверхности постоянных магнитов, параллельные оси ферритового стержня, соединяются прилегающими к поверхности волновода магнитопроводящими пластинами.