Свч циркулятор

СОЮЗ СОВЕ.ГСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК ш 1 1 01 Р 1 3 ГОСУДАРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗОБ И НОМИТЕТ СССРТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ Е АВТО МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Красно техник рлашкин О,А. элементы рямоуголького волноВсесоюзного вым и субм 1 с 104 Сверхвысокоомагнетики.прототип).ТОР,содеР- ачи, соеди согласовакуба, иыми гран линиями Е ИСАНИЕ ИЗ(71) Ордена ТрудовогоЗнамени институт радиоэлектроники АН СССР"Невзаимные волноводныеиз диапазона на основе пного металлодиэлектричесвода. Тезисы докладов 222симпозиума по миллиметромиллиметровым волнам, то105, Горький, 1980.2. Лакс Б., Баттон К.частотные ферриты и ферри., фМир"у 1965, с.474 ((54)(57) 1. СВЧ-ЦИРКУЛЯжащий четыре линии передненные между собой через тели и 45 -е фарадеевские вращатели плоскости поляризации, которые снабжены магнитными системами, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона частот, уменьшения вносимых потерь и увеличе ния развязки между каналами, между 45 -и фарадеевскими вращателями ,плоскости поляризациивведен диэлектрический куб, в диагональной плоскости которого установлена периодическая решетка из проводников, расположенных подуглом агсФ(12)2) к диагонали основания диэлектрическо го куба, а 45 -е фарадеевские враща тели плоскости поляризации выполнены в виде ферритовых пластин, центры которых совпадают с центром боковых граней диэлектрическогоустановлены между боков ями диэлектрического куба и передачи.1100 бб 4 2. СВЧ-циркулятор по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я 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 щ и й с я тем, что между к диагонали основания диэлектричесО кого куба, а 45 -е фарадеевские линиями передачи 20 25 35 40 45 Изобретение относится к радиотехнике СВЧ и может использоваться вприемных и передающих трактах, винтегральных системах для развязки,коммутации, переключения и модуляциимиллиметровых СВЧ-сигналов.Известен СВЧ-циркулятор, содержащий два отрезка металлодиэлектрического волновода квадратного сечения, в Т-образном сочленении которыхразмещена периодическая металлическая решетка, а в одном из выходныхканалов последовательно размещенынамагниченная ферритовая пластина,перекрывающая металлодиэлектрическийволновод, и взаимный 45-й вращательплоскости поляризации 13.Недостатками известного СВЧ- циркулятора являются большие вносимые. потери, малая развязка междуканалами и большие габариты.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является СВЧ-циркулятор, содержащий четыре линии передачи, соединенные между собой через согласователи и 45 О -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 -ефарадеевских 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-сигналовЦель 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 плосодним из 450 -х фарадеевских вращагелей плоскости поляризации и линирй передачи введена дополнительнаяпериодическая решетка из проводников,параллельных основанию диэлектрического куба. 4. СВЧ-циркулятор по п 1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что магнитные системы выполнены независимыми. кости поляризации, которые снабжены магнитными системами, между45 ми фарадеевскими вращателямиплбскосги поляризации введен диэлек-.трический куб, в диагональной плоскостж которого установлена периодическая решетка из проводников, рас,положенных под углом агс 1(1 У 2) вращатели плоскости поляризациивыполнены в виде ферритовых пластин,центры которых совпадают с центрамибоковых граней диэлектрическогокуба, и установлены между боковымигранями диэлектрического куба и Кроме того, согласователи могутбыть выполнены в виде пластин издихроничного кристалла толщиной вчетверть длины волны и установленымежду 45 -ми фарадеевскими вращателями плоскости поляризации и линиями передачи,оМежду одним из 45 -х фарадеевскихвращателей плоскости поляризациии линией передачи может быть введенадополнительная периодическая решеткаиз проводников, параллельных основанию диэлектрического куба, а магнитные системы могут быть выполненынезависимыми.На чертеже изображен,СВЧ-циркуляторСВЧ-циркулятор содержит четырелинии передачи 1 - 4 в виде рупорныхпереходов, четыре согласователяо5 - 8 в виде пластин, четыре 45 -хфарадеевских вращателя плоскостиполяризации 9 - 12 в виде ферритовыхпластин, магнитные системы 13 - 16,размещенные внутри ферритовых .пластин 9 - 12,диэлектрический куб 17,периодическую решетку 18 из проводников,расположенных под углом аг с+ (1/1 Г 2)к диагонали основания диэлектрического куба 17, которая установлена вдиагональной плоскости диэлектрического куба 17. Узел из линий передачи 1 - 4, с соответствующими согласо(например, в результате изменениярабочей частоты или температуры),вызывает появление составляющихэлектрического поля, параллельныхпроводникам периодической решетки18, При этом часть СВЧ-мощности,,пропорциональная 1 п дЧ и отраженнаяв сторону линии передачи 4 (прициркуляции из линии передачи 1 в 10 линию передачи 2) и в сторону линиипередачи 2 (при циркуляции из линиипередачи 3 в линию передачи 4),испытывает дополнительный поворотплоскости поляризации по часовой 15 стрелке в ферритовых пластинах 12и 10, соответственно и интенсивнопоглощается в согласователях 8 и б,если они выполнены из дихроичногокристалла. При этом развязка междулиниями передачи практически не изменяется.Для работы СВЧ-циркулятора в режи.ме трехканального переключателя,например, для переключения СВЧ-мощности из линии передачи 1 последовательно в линии передач 1,3 и 4 достаточно ввести между ферритовойпластиной 12 и ее согласователем 8дополнительную решетку из проводников, параллельных основанию диэлектрического куба 17, При этом дляпереключения СВЧ-энергии из линиипередачи 1 в линию передачи 4необходимо изменить направление намагниченности всех ферритовых пласЗ 5 тин, а для переключения в линиюпередачи 3 - только ферритовых пластин 9 - 11, В последнем случае плоскость поляризации волны, поступающей в линию передачи 1, испытывает 40 четырехкратный поворот на угол 45и поступает в линию передачи 3 свертикальной поляризацией электричес.кого вектора Е и с той же структурой поля.Модуляция СВЧ-сигналев в выходныхлиниях передачи с периодами, меньшими времени переключения, достигается подачей на магнитную системуферритовой пластины соответствующейлинии передачи серии импульсов спериодически меняющейся полярностью.Предлагаемый СВЧ-циркулятор начастотах 90-180 ГГц имеет вносимыепотери 0,6-2 дБ, развязку более28 дБ, а при работе в режиме пере ключателя или модулятора с временемпереключения 2 мкс при энергии переключения 100 мкДж. По сравнению .с известным СВЧ-циркулятор имеет на1,5 дБ меньше вносимые потери и на 60 13 дБ большую развязку между плечами. Филиал ППП "Патент", г. 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 плечамиСВЧ-циркулятора. Стрелками на чертеже показана поляризация электрического вектора Е на концах плеч СВЧ- циркулятора.СВЧ-циркулятора работает следующим образом.СВЧ-сигнал с вертикальной поляризацией электрического вектора Е из линии передачи 1 через согласователь 5 поступает на ферритовуюпластину 9, в которой происходит поворот плоскости поляризации наугол 45 по часовой стрелке. ДалееСВЧ-сигнал проходит практически не ослабляясь через границу феррит- диэлектрического куба 17 (так как феррит и диэлектрик имеют близкиеволновые сопротивления), через периодическую решетку 18(так как электрический вектор Е перпендикуляренее проводникам), поступает на ферритовую пластину 10, в которой происходит обратный (против часовой стрел.ки) поворот плоскости поляризацииэлектрического вектора Е на угол45 и восстановление структуры поля и через согласователь б 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 направлениесвоего распространения на 90 , ио поступает на ферритовую пластину 11, где происходит поворот плоскости поляризации электрического вектора Е на угол 45 О 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 ферритовых пластинах 9 - 12 на угол.аЧ ВНИИПИ Заказ 4590/40 Тйраж 591 Подписное. Ужгород, ул.Проектная, 4