Свч вентиль

"Электрони-98 (протоЮ.А., Ле Эксперим ования в ркуляторсер. Р 2, с. ВЕНТИЛЬльногоадыша,длине мльногоузких с содержащий от волновода, два идентичных по еньших, чем отволновода, раотенках отрез 5 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 2. КирсановКравченко М.К.зультаты исслекоаксиальных цройная техникака СВЧ", 1980,тип).(54)(57) СВЧрезок прямоугоферритовых вклразмерами порезок прямоугоположенных на рямоугольного волновода на одивом расстоянии от его концов магниченных поперечно, и неоднородность, симметричную относительно поперечной плоскости, проходящей через середины ферритовых вкладышей, и расположенную в продольной плоскост проходящей через середины широких стенок отрезка прямоугольного волновода, о т л и ч а ю щ и й с я тем что, с целью увеличения вентильного отношения и расширения рабочей полосы частот, отрезок прямоугольног волновода выполнен с сечением, нормальным для волны Н , а неоднородность выполнена в виде металлической пластины, соединенной с серединами широких стенок отрезка прямоугольного волновода, при этом длина неоднородности меньше длины ферритовых вкладышей не менее, чем на й(э и не более, чем на й(Ф , где й - длин волны в свободном пространстве.Изобретение относится к техникеСВЧ и может быть использовано в качестве раэвяэывающего элемента приемопередающих трактов.Известен вентиль, содержащий отрезок запредельного для волны Н пря 10моугольного волновода, по одной изузких стенок которого расположен поперечно намагниченный ферритовыйвкладыш, а в центре - неоднородностьв виде штыря 11. 1 ОНедостатками такого вентиля являются большие прямые потери, малоевентильное отношение и узкая рабочаяполоса частот.Наиболее близким техническим реше нием к изобретению является СВЧвентиль-циркулятор, содержащий отрезок прямоугольного волновода, который является запредельным для волны Н , два ферритовых вкладыша20идентичных по размерам, а по длинеменьших, чем отрезок прямоугольноговолновода, расположенных на узкихстенках отрезка прямоугольного волновода на одинаковом расстоянии от егоконцов и намагниченных поперечно,и неоднородность, симметричную относительно поперечной плоскости, проходящей через середины ферритовыхвкладышей, и расположенную в продольной плоскости, проходящей черезсередины широких стенок отрезка прямоугольного волновода 2 3,Недостатками известного вентиляявпяются малая величина вентильногоотношения, обусловленная большимипрямыми потерями и просачиванием волны Н в обратном направлении, и узкаярабочая полоса частот, обусловленнаянеобходимостью согласования запредельного и нормального для волны Н 40волноводов.Цель изобретения - увеличениевентильного отношения и расширениерабочей полосы частот.Поставленная цель достигается тем,45что в СВЧ вентиле, содержащем отрезок прямоугольного волновода, два ферритовых вкладыша, идентичных по размерам и по длине меньших, чем отрезок прямоугольного волновода, расположенных на узких стенках отрезкапрямоугольного волновода на одинаковом расстоянии от его концов и намагийченных поперечно, и неоднородность, симметричную относительно поперечной плоскости, проходящей черезсередины ферритовых вкладышей, ирасположенную в продольной плоскости,проходящей через середины широкихстенок отрезка прямоугольного волновода, отрезок прямоугольного волново да выполнен с сечением, нормальнымдля волны Нр, а неоднородность выполнена в виде металлической пластины, соединенной с серединами широкихстенок бтреэка прямоугольного волново да, при этом длина неоднородности меньше длины ферритовых вкладышей не менее, чем на 3(8 и не более, чем на Л(е , где Э - длина волны в свободном пространстве.На фиг.,1 изображен предлагаемый СВЧ вентиль, сечение плоскостью, проходящей через середины узких стенок отрезка прямоугольного волновода) а фиг.2 - то же, сечение СВЧ плоскостью, проходящей через середины ферритовых вкладышей, сечение А-А на фиг,1,СВЧ вентиль содержитотрезок прямоугольного волновода 1 с сечением, нормальным для волны Н, в котором размещены два идентичных и расположенных симметрично относительно оси отрезка прямоугольного волновода 1 ферритовых вкладыша 2.Ферритовые вкладыши 2 по длине меньше длины отрезка прямоугольного волновода 1, установлены вплотную к узким стенкам отрезка прямоугольного волновода 1 и равны им по высоте. Между ферритовыми вкладышами 2 параллельно им установлена неоднородность, которая выполнена в виде металлической пластины 3,соединенной с серединами широких стенок отрезка прямоугольного волновода 1. Длина металлической пластины 3 меньше длины каждого из ферритовых вкладышей 2 не менее, чем на Я 6 и не более, чем на Д/Ф где Л - длина волны в свободнбм пространстве, т.е. края ферритовых вкладышей 2 выступакт за края металлической пластины 3 на расстояние, отсчитываемое по длине узкой стенки отрезка прямоугольного волновода 1 и находящееся в пределах3/1 ь ( 1- (фиг.1). МагнитЛная система СВЧ вентиля на фиг.1 и 2 не показана, а направление создаваемого его постоянного магнитного поля Не на фиг,2 показано стрелками. Входом СВЧ вентиля является конец 4, а выходом - конец 5 отрезка прямоугольного волновода 1.СВЧ вентиль работает следующим образом.При возбуждении конца. 4 ч при ориентации постоянного магнита поле Це (фиг.2 1 волна Н 1 р в пространстве между краями ферритовых вкладышей 2 и металлической пластиной 3 трансформируется в поверхностную ферритовую волну, поскольку ее дальнейшее распространение возможно изза наличия металлической пластины 3. Преобразование волны Н в поверхностную ферритовую волйу будет полным, если сечение отрезка прямоугольного волновода 1 выбрано нормальным для волны Н, а расстояние 1 между краями ферритовых вкладышей 2 и краем металлической пластины 3 выбрано из условияакаэ 10233 Тираж 590 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж, Рауш Подписи тета СССРтийая наб.,5 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проек Поверхностная ферритовая волна распространяется по поверхностям фер. ритовых вкладышей 2, не контактирующим с узкими стенками отрезка прямоугольного волновода 1. Достигнув пространства между краем металлической пластины 3 и краями ферритовых вклащшей 2, находящегося со стороны конца 5, поверхностная ферритовая волна снова преобразуется в волну Н 1 О . Условия полного преобразования йоверхиостной ферритовой волны в волну Н те же, что и на конце 4 СВЧ вентиля. В результате возникшая волна Нодоходит до конца 5 с малыми прямыми потерями.В обратном направлении (от конца 5 к концу 4 1 распространение волны Н 1 О невозможна из-эа наличия металлической пластины 3, а преобразова- ние ее в поверхностную ферритовую волну невозможно, так как при ориентации постоянного магнитного поля фиг.21 такая волна должна былабы распространяться по поверхностямферритовых вкладышей 2, прилегающим 5 вплотную к узким стенкам отрезкапрямоугольного волновода 1, которыеделают электрическую составляющуюполя такой волны равной нулю, а са,мФволну невозможной, что приводит О,к большим обратным потерям.Экспериментальные исследования СВЧ вентиля в К-,диапазонеин волн показали, что при расстояии 1 =Л(10 он имеет рабочую полоу частот 25, пряьже потери0,4 дБ/см, обратные 80 дБ/см, т.е.по сравнению с известным СВЧ венти, лем рабочая полоса частот увеличена в 2 раза, уровень прямых потерьуменьшен на 0,2 дБ, обратных потеоь 2 о,увеличен на 50 дБ/см, а вентильноеотношение возрастает в 2,5 раза.