Ограничитель мощности

 

Изобретение относится к технике СВЧ. Цель изобретения увеличение входной средней мощности, динамического диапазона ограничения и срока службы. Ограничитель содержит отрезок 1 регулярного прямоугольного волновода, ферритовые пластины 2 и магнитную систему 3. СВЧ-сигнал малой мощности попадает на вход отрезка 1 и передается на его выход с незначительным ослаблением. При этом происходит взаимная компенсация волн, отраженных от обоих торцов каждой пластины 2. Когда мощность СВЧ-сигнала превышает пороговую мощность, то уровень входной средней мощности, поглощаемой пластинами 2, выравнивается от одной пластины 2 к другой пластине 2, хотя и остается неравномерным. В более тонких пластинах 2, стоящих на входе, поглощается больше мощности, чем в более толстых пластинах 2, стоящих на выходе. Это обеспечивает равномерности распределение термоупругих напряжений по длине вкладыша, образованного пластинами 2 различной толщины. В результате увеличиваются входная средняя мощность, динамический диапазон ограничения и срок службы ограничителя. 1 ил.

Изобретение относится к области техники СВЧ, а именно к волноводным ограничителям мощности, содержащим отрезок волновода, ферритовый элемент и магнитную систему. Цель изобретения увеличение входной средней мощности, динамического диапазона и срока службы. На чертеже схематично изображен предлагаемый ограничитель мощности. Ограничитель мощности содержит отрезок 1 регулярного прямоугольного волновода, ферритовые пластины 2, магнитную систему 3. Ограничитель мощности работает следующим образом. Сигнал СВЧ малой мощности (Р_вх Р_пор) попадает на вход отрезка 1 и передается на его выход с незначительным ослаблением При этом происходит взаимная компенсация волн, отраженных от обоих торцов каждой пластины 2. Когда мощность этого сигнала превышает пороговую Р_пор, то происходит параметрическое возбуждение спиновых волн с частотой _н /2 ( частота сигнала) в пластинах 2, вызывающих появление дополнительного резонанса. Это приводит к значительному ослаблению энергии проходящего сигнала, т.е. к ограничению его мощности на уровне Р_пор, незначительно отличающемся от пороговой мощности Р_пор на величину потерь . Уровень выходной мощности Р_пор остается примерно постоянным в интервале входных мощностей P называемом динамическим диапазоном. При входных мощностях, превышающих допустимую Р_макс, наблюдается увеличение выходной мощности относительно Р_пор, т.е. ограничение прекращается. В результате выполнения прямоугольных пластин с длиной, кратной _i/2, из одинакового ферритового материала, имеющего одинаковые характеристики 4 M Н_к, Н, Т_к и др. и расположения их на узкой стенке волновода в непосредственной близости друг от друга ( << ) таким образом, что толщина каждой последующей дискретно увеличивается относительно предыдущей в направлении от входа к выходу прибора, создаются последовательно соединенные непосредственной связью резонансные области с возрастающей нагруженной добротностью. Это обусловливает уменьшение пороговой мощности от пластины к пластине в направлении от входа к выходу и формирует динамический диапазон устройства в виде аддитивных вкладов динамических диапазонов, обеспечиваемых каждой пластиной в отдельности. Поскольку величина дискрета изменения толщины пластин также увеличивается в указанном направлении t_i+2 t_i+1 > t_i+1 t_i, то это обусловливает нелинейное уменьшение пороговой мощности от пластины к пластине. При указанной длине пластин l_i n_i/2 (n 1, 2, 3) это обеспечивает неодинаковые динамические диапазоны различных участков (пластин) вкладыша, возрастание динамических диапазонов отдельных пластин от входа к выходу. В результате уровень входной средней мощности, поглощаемой пластинами, выравнивается от пластины к пластине, хотя и остается неравномерным. В более тонких пластинах, стоящих на входе, поглощается больше мощности, чем в более толстых пластинах, стоящих на выходе. Это обеспечивает равномерное распределение термоупругих напряжений по длине вкладыша в связи с различной толщиной пластин. В результате увеличиваются входная средняя мощность, динамический диапазон ограничения, срок службы.

Формула изобретения

ОГРАНИЧИТЕЛЬ МОЩНОСТИ, содержащий отрезок регулярного прямоугольного волновода, в котором вдоль продольной оси последовательно установлены ферритовые пластины, и магнитную систему, отличающийся тем, что, с целью увеличения входной средней мощности, динамического диапазона и срока службы, ферритовые пластины выполнены длиной из одного материала и установлены на узкой стенке отрезка прямоугольного волновода, число их выбрано равным от 3 до 5, толщина каждой последующей ферритовой пластины t_i+1 больше толщины предыдущей ферритовой пластины t_i по направлению от входа к выходу и составляет (0,075 0,15) a, причем t_i+2 t_i+1 > t_i+1 - t_i, а расстояние между ферритовыми пластинами выбрано из соотношения d , при этом 0,62 a/ 0,82, где n 1, 2, 3; _i длина волны отрезка регулярного прямоугольного волновода, частично заполненном i-й ферритовой пластиной; i номер ферритовой пластины в направлении от входа к выходу; a размер широкой стенки отрезка регулярного прямоугольного волновода; рабочая длина волны в свободном пространстве.

РИСУНКИ

Рисунок 1