Свч циркулятор

 

1. СВЧ-ЦИРКУЛЯТОР,содержащий четыре линии передачи, соединенные между собой через согласователи и 45° -е фарадеевские вращатели плоскости поляризации, которые снабжены магнитными системами, отличающийся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона частот, уменьшения вносимых потерь и увеличения развязки между каналами, между 45° -и фарадеевскими вращателями плоскости поляризации введен диэлектрический куб, в диагональной плоскости котброго установлена периоди- . ческая решетка из проводников, расположенных подуглом arci(VX2) к диагонали основания диэлектрического куба, а 45° -е фарадеевские вращатели плоскости поляризации выполнены в виде ферритовых пластин, центры 1 которых совпадают с центром боковых сл граней диэлектрического куба, и установлены между боковыми гранями с диэлектрического куба и линиями пере дачи. сг 4:

СОЮЗ СОВЕ ГСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„11 A

1(51) Н 01 P 1 38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3568047/ 18-09 (22) 22.03. 83 (46 ) 30. 06. 84. Бюл. Р 24 (72 ) Е.Ф.Ушаткин (71) Ордена Трудового Красного

Знамени институт радиотехники и электроники AH СССР (53) 621. 372. 832.8(088. 8) (56 ) 1. Айвазян М.Ц., Харлашкин О. А.

"Невзаимные волноводные элементы из диапазона на основе прямоугольного металлодиэлектрического волновода. Тезисы докладов !И Всесоюзного симпозиума по миллиметровым и субмиллиметровым волнам, том 1, с.104105, Горький, 1980.

2. Лакс Б., Баттон К. Сверхвысокочастотные ферриты и ферромагнетики. и., "Мир", 1965, с.474 (прототип).. (54)(57) 1. СВЧ-ЦИРКУЛЯТОР,содержащий четыре линии передачи, соеди-ненные между собой через согласователи и 45 -е фарадеевские вращатели

I плоскости поляризации, которые снабжены магнитными системами, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона частот, уменьшения вносимых потерь и увеличения развязки между каналами, между

45 -и фарадеевскими вращателями плоскости поляризации введен диэлектрический куб, в диагональной плоскости которого установлена периодическая решетка из проводников, расположенных под углом агсФ (Щ) к диагонали основания диэлектрического куба, а 45 -е фарадеевские вращатели плоскости поляризации выполнены в виде ферритовых пластин, центры Я которых совпадают с центром боковых граней диэлектрического куба, и установлены между боковыми гранями диэлектрического куба и линиями передачи.

1100664 к диагонали основания диэлектричес {3 кого куба, а 45 -е фарадеевские линиями передачи

25 зо

2. СВЧ-циркулятор по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что согласователи выполнены в виде пластин из дихроичного кристалла толщиной. в четверть длины волны и установлены между 45 -ми фарадеевскими вращателями плоскости поляризации и линиями передачи.

3. СВЧ-циркулятор по и. 1, о ти ч а ю шийся тем, что между

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ и может использоваться в приемных и передающих трактах, в интегральных системах для развязки, коммутации, переключения и модуляции . миллиметровых СВЧ-сигналов.

Известен СВЧ-циркулятор, содержащий два отрезка металлодиэлектрического волновода квадратного сечения, в Т-образном сочленении которых размещена периодическая металлическая решетка, а в одном из выходных каналов последовательно размещены намагниченная ферритовая пластина, перекрывающая металлодиэлектрический волновод, и взаимный 45 -й вращатель плоскости поляризации t13.

Недостатками известного СВЧциркулятора являются большие вносимые потери, малая развязка между каналами и большие габариты.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является

СВЧ-циркулятор, содержащий четыре линии передачи, соединенные между собой через согласователи и 45О -е фарадеевские вращатели плоскости поляризации, которые снабжены магнитными системами, при этом линии передачи представляют собой прямоугольные волноводы, развернутые один относительно другого на угол, п 45, где и =1,2,3,4, четыре 45 -е фарадеевских вращателя плоскости поляризации выполнены на одном ферритовом цилиндре и управляются одной магнитной системой (23.

Однако этот СВЧ-циркулятор имеет большие вносимйе потери, малую развязку между каналами, не технологичен для миллиметровых СВЧ-сигналов

Цель изобретения — расширение рабочего диапазона частот, уменьшение вносимых потерь и увеличение развязки между каналами.

Поставленная цель достигается тем, что в,СВЧ-циркулятор содержащем четыре линии передачи, соединенные между собой через согласователи и

45 -е фарадеевские вращатели плос одним из 450 -х фарадеевских вращагелей плоскости поляризации и линирй передачи введена дополнительная периодическая решетка из проводников, параллельных основанию диэлектрического куба.

4. СВЧ-циркулятор по п.,1, о т л и ч а ю шийся тем, что магнитные системы выполнены независимыми. кости поляризации, которые снабжены магнитными системами, между

45 ми фарадеевскими вращателями плбсмосги поляризации введен диэлек-. трический куб, в диагональной плоскостж которого установлена периодическая решетка из проводников, рас. гположенных под углом гсtg{g/Я) вращатели плоскости поляризации выполнены в виде ферритовых пластин, центры которых совпадают с центрами боковых граней диэлектрического куба, и установлены между боковыми гранями диэлектрического куба и

Кроме того, согласователи могут быть выполнены в виде пластин из дихроничного кристалла толщиной в четверть длины волны и установлены между 45 -ми фарадеевскими вращателями плоскости поляризации и линиями передачи. о

Между одним из 45 -х фарадеевских вращателей плоскости поляризации и линией передачи может быть введена дополнительная периодическая решетка из проводников, параллельных основанию диэлектрического куба, а магнитные системы могут быть выполнены независимыми.

На чертеже изображен,СВЧ-циркулятор„

СВЧ-циркулятор содержит четыре линии передачи 1 — 4 в виде рупорных переходов, четыре согласователя о

5 — 8 в виде пластин, четыре 45 -х фарадеевских вращателя плоскости поляризации 9 †. 12 в виде ферритовых пластин, магнитные системы 13 — 16, размещенные внутри ферритовых .пластин 9 — 12,диэлектрический куб 17,периодическую решетку 18 из проводников, расположенных подуглом асс+ {1/72) к диагонали основания диэлектрического куба 17, которая установлена в диагональной плоскости диэлектрического куба 17. Узел из линий передачи 1 — 4, с соответствующими согласо1100664 от оптимального угла, равного 45" (например, в результате изменения рабочей частоты или температуры), вызывает появление составляющих электрического поля, параллельных проводникам периодической решетки

18. При этом часть СВЧ-мощности,, пропорциональная п дЧ и отраженная в сторону линии передачи 4 (при циркуляции из линии передачи 1 в линию передачи 2) и в сторону линии передачи 2 (при циркуляции из линии передачи 3 в линию передачи 4), испытывает дополнительный поворот плоскости поляризации по часовой

15 стрелке в ферритовых пластинах 12 и 10, соответственно и интенсивно поглощается в согласователях 8 и 6, если они выполнены из дихроичного кристалла. При этом развязка между линиями передачи практически не изменяется.

Для работы СВЧ-циркулятора в режиме трехканального переключателя, например, для переключения СВЧ-мощности из линии передачи 1 последовательно в линии передач 1,3 и .4 достаточно ввести между ферритовой пластиной 12 и ее согласователем 8 дополнительную решетку из проводников, параллельных основанию диэлектрического куба 17. При этом для переключения СВЧ-энергии из линии передачи 1 в линию передачи 4 необходимо изменить направление намагниченности всех ферритовых пластин, а для переключения в линию передачи 3 — только ферритовых пластин 9 — 11. В последнем случае плоскость поляризации волны, поступающей в линию передачи 1, испытывает

40 четырехкратный поворот на угол 45 и поступает в линию передачи 3 с вертикальной поляризацией электрического вектора Е и с той же структурой поля.

Модуляция СВЧ-сигналев в выходных линиях передачи с периодами, меньшими времени переключения, достигается подачей на магнитную систему ферритовой пластины соответствующей линии передачи серии импульсов с периодически меняющейся полярностью.

Предлагаемый СВЧ-циркулятор на частотах 90-180 ГГц имеет вносимые потери 0,6-2 дБ, развязку более

28 дБ, а при работе в режиме переключателя или модулятора с временем переключения 2 мкс при энергии переключения 100 мкДж. По сравнениюс известным СВЧ-циркулятор имеет на

1,5 дБ меньше вносимые потери и на

60 13 дБ большую развязку между плечами. вателями 5 — 8 и квадратными феррито. выми пластинами 9 — 12 имеет ось симметрии, перпендикулярную и боковую грани диэлектрического куба 17 и проходящую через ее центр. Линии передачи 1 — 4 являются плечами

СВЧ-циркулятора. Стрелками на чертеже показана поляризация электрического вектора Е на концах плеч СВЧциркулятора.

СВЧ-циркулятора работает следующим образом.

СВЧ- сигнал с вертикальной поляризацией электрического вектора E из линии передачи 1 через согласователь 5 поступает на ферритовую пластину 9, в которой происходит поворот плоскости. поляризации на угол 45О по часовой стрелке. Далее

СВЧ-сигнал проходит практически не ослабляясь через границу ферритдиэлектрического куба 17 (так как феррит и диэлектрик имеют близкие волновые сопротивления), через периодическую решетку 18(так как элек трический вектор Е перпендикулярен ее проводникам), поступает на ферритовую пластину 10, в которой происходит обратный (против часовой стрелки) поворот плоскости поляризации электрического вектора Е на угол

45 и восстановление структуры поля и через согласователь 6 эффективно возбуждает линию передачи 2. СВЧсигнал с вертикальной поляризацией электрического вектора Е, распространяющийся в обратном направлении, из линии передачи 2, поступая на решетку 18 с поляризацией электрического вектора Е, параллельной проводникам периодической решетки 18, отражается, изменяя направление своего распространения на 90, и о поступает на ферритовую пластину 11, где происходит поворот плоскости поляризации электрического вектора

Е на угол 45О по часовой стрелке, и через согласователь 7 возбуждает линию передачи 3. Р.налогично проис. ходит циркуляция СВЧ-сигнала из линии передачи 3 в линию передачи

4 и из линии передачи 4 в линию передачи 1. В этих случаях корректирующие функции выполняют ферритовые пластины 12 и 3 соответственно.

При изменении намагниченности ферритовых пластин на противоположную циркуляция происходит по схеме: линия передачи 1 — линия передачи

4 — линия передачи 3 — линия передачи 2.

Отклонение угла поворота в ферри товых пластинах 9 — 12 на угол.аЧ

Филиал ППП "Патент", ВНИИПИ Заказ 4590/40

Тйраж 591 Подписное.

Ужгород, ул.Проектная, 4