Циркулятор

 

Использование: для электрической развязки сверхвысокочастотных цепей и для изменения направления передачи энергии высокого уровня мощности. Сущность изобретения: устройство содержит Y-разветвление прямоугольных волноводов в Н-плоскости. В направлении его оси симметрии в одной из стенок выполнено цилиндрическое углубление, на основании которого расположен намагниченный ферритовый диск. Приведены соотношения для выбора геометрических размеров ферритового диска и цилиндрического углубления. 2 ил.

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 Р 1/39

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4922140/09 (22) 29.03.91 (46) 07.07,93, Бюл. М 25 (71) Гомельский государственный университет им. Франциска Скорины (72) И.В.Орехов и M.B. Никитенко (56) Chart H.N., Garry T.R, "Y-circulator", "Journ., Appl. Phys.", 1959, ч.30, Арг., р,152. (54) ЦИРКУЛЯТОР (57) Использование: для электрической развязки сверхвысокочастотных цепей и для

Изобретение относится к технике СВЧ, а конкретнее — к циркуляторам высокого. уровня мощности миллиметрового диапазона длин волн с использованием трансформатора впадины, и может быть использовано для электрической развязки цепей СВЧ, а также для изменения направления канализации СВЧ-энергии высокого . уровня мощности, Цель изобретения — получение минимальных прямых потерь при одновременном повышении уровней clmlåäíåé и импульсной мощностей в циркуляторе высокого уровня мощности, Положительный эффект заявляемого технического решения заключается в повышении уровней средней и импульсной мощностей, а также уменьшение и сохранение показателя прямых потерь при более повышенном уровне мощностей.

Приведенные соотношения размеров диска и углубления получены при «экспериментальном обосновании конструкции цир; кулятора.

Вышеприведенные соотношения размеров справедливы лишь в указанных пределах.

„„5U „„1826092 А1 изменения направления передачи энергии высокого уровня мощности. Сущность изобретения: устройство содержит Y-разветвление прямоугольных волноводов в

Н-плоскости. 8 направлении его оси симметрии в одной из стенок выполнено цилиндрическое углубление, на основании которого расположен намагниченный ферритовый диск, Приведены соотношения для выбора геометрических размеров ферритового диска и цилиндрического углубления. 2 ил.

При невыполнении соотношения для диаметров в сторону меньших значений наблюдается уменьшение средней мощности и импульсной мощности из-за ухудшения теплоотвода от ферритового элемента, что в конечном итоге приводит к увеличению прямых потерь. При невыполнении соотношения для диаметров в сторону больших значений происходит ухудшение прямых потерь в рабочем диапазоне из-за резкого уменьшения полосы рабочих частот.

При отклонении соотношения высоты ферритового диска и глубины углубления в сторону меньших значений происходит уменьшение импульсной мощности из-за близкости острых кромок ферритового диска и углубления, а в сторону больших — ухудшение прямых потерь иэ-эа уменьшения полосы рабочих частот.

На фиг.1 схематически изображен предлагаемый циркулятор; на фиг.2 — сечение

А — А на фиг.1.

Циркулятор выполнен в виде трехплечего симметричного 120 разветвления прямоугольных волноводов в Н-плоскости

lY-разветвление). Корпус разветвления обозначен позицией 1. В центре Y-раэвет1826092 вления выполнено цилиндрическое углубление 2, в котором соосно с ним на основании углубления 2 установлен ферритовый диск 3.

При этом размеры ферритового диска и углубления удовлетворяют приведенным соотношениям, Разветвление имеет крыш- ку 4, магнитная система, намагничивающая ферритовый элемент 3 на фигуре не показана, 10

Циркулятор работает следующим образом.

СВЧ-мощность поступает в одно из плеч циркулятора, а затем в Y-разветвление, где проникает в углубление 2 и взаимо- 15 действует с ферритовым элементом 3, намагниченным магнитной системой, При соответствующем уровне магнитной индукции почти вся электромагнитная энергия будет поступать в одно из выходных плеч, 20 тогда как второе при этом оказывается изолированным. При изменении направления магнитной индукции на противоположное выходное и изолированное плечи меняются местами и циркулятор работает аналогично 25 вышеизложенному. Попадание электромагнитного поля в углубление 2 возбуждает в ферритовом диске 3 колебаний высших порядков (H-волны), Благодаря тому„что кромка диска удалена от кромки углубления и от 30 противоположной стенки разветвления увеличивается диапазон импульсных мощностей в сторону больших мощностей, поскольку возрастает электрическая прочность циркулятора, Кромки диска 3 и кромки 35 углубления 2 округляются. Выполнение ферритового элемента в виде диска с указанными соотношениями размеров в сочетании с размерами углубления приводит к

40 преимущественному теплоотводу рассеянной в феррите мощности через нижний торец диска, контактирующий с основанием углубления, и улучшечию рассеяния тепловой энергии в области углубления в результате излучения и конвекции. Это приводит к тому, что порог наступления нелинейных эффектов в феррите сдвигается в область более высоких значений средних и импульсных мощностей. В результате этого при росте уровней мощностей наблюдается уменьшение, а затем сохранение величины прямых потерь.

В сравнении с прототипом изобретение позволяет повысить уровень средней мощности в - 2 раза, импульсной в 4 раза при уменьшении прямых потерь не менее 10 .

Формула изобретения

Циркулятор, содержащий Y-разветвление прямоугольных волноводов в Н-плоскости, в направлении оси симметрии которого в одной из его стенок выполнено цилиндрическое углубление, и намагниченный ферритовый элемент, расположенный на основании цилиндрического углубления соосно с ним, отличающийся тем, что, с целью уменьшения прямых потерь при высоком уровне мощности, ферритовый элемент выполнен в форме диска, размеры которого связаны с размерами цилиндрического углубления соотношениями .О@/Dy = (0,8 — 0,85), Нф/Ну = (0,7 — 0,8), где 0 — диаметр ферритового элемента;

Нф — высота ферритового элемента;

Оу — диаметр цилиндрического углубления;

Ну — высота цилиндрического углубления.

II826092

Составитель И. Орехов

Техред М. Моргентал Корректор Н, Кешеля

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101I

Заказ 2320 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5