Волноводный циркулятор

(19) 51)5 Н 01 Р 1/39 ТЕНИЯ ут раМГТУ устрой- М.: Рауирова- Ч, - М,: ного мощ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Абрамов В,П; и др. Независимыества на ферритовых резонаторах. -дио и связь, 1989, с, 148, рис, 4.52,.: Вамберский М,В, и др, Констрние ферритовых развязывающих СВРадио и связь, 1982, с. 57-67,Изобретение относится.к технике СВЧ и может быть использовано для развязки элементов фидерного тракта и переключения направления передачи СВЧ-энергии.Известны волноводные У-циркуляторы, выполненные на 120-градусном разветвлении прямоугольных волноводов стандартного сечения в Н-плоскости, В центре разветвления устанавливается намагниченный вдоль оси разветвления ферритовый или более сложный ферритодиэлектрический вкладыш обычно цилиндрической формы.Недостатком дан циркулятора является то, что рабочая ность значительно (примерно в 10 раз) снижается сравнительно с максимальной пропускаемой мощностью исходных Волноводов,Наиболее близким к предлагаемому является волноводный У-циркулятор, в котором для повышения электропрочности использовано 120-градусное разветвление волноводов в Е-плоскости. В центре разветвления на боковых стенках размещены на.Ы 3 1748 2(54) ВОЛНОВОДНЫЙ У-ЦИРКУЛЯТОР (57) Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано для развязки и переключения в волноводных каналах, Целью изобретенйя является повышенйе рабочей мощностйи снижение потерь. Цель достигается за счет использования в волноводном 120-градусном Е-разветвлении желобковых волноводов с продольно намагниченными ферритовыми вкладышами и выбором ширины и глубины желоба, ширины и длины щелей по соотношенйям, приведенным в формуле изобретения. 1 з.п, ф-лы, 1 ил,магниченные вдоль центральной оси цилиндрические ферритовые вкладыши. В качестве волноводов применены прямоугольныезамкнутые одномодовые металлическиеволноводы стандартного поперечного сече-ния, определяемого рабочей длиной волны.Недостатками известного циркулятораявляются пониженная сравнительно с исходным прямоугольным волноводом электрическая прочность, ограниченныевозможности отвода теплоты,выделяющейся в ферритовых вкладышах, т,е, недостаточно высокая импульсная и средняя(непрерывная) пропускаемая мощность, атакже узкополосность электрических характеристик волноводного циркулятора,Цель изобретения - повышение импульсной и средней (непрерывной) пропускаемой мощности, а также расширение рабочейполосы частот циркулятора,Волноводный У-циркулятор выполненкак симметричное 120-градусное разветвление в Е-плоскости елобковых волноводов,при этом ширина желоба о, его глубина а и" где Л- минимальная длина волны рабочеюдиапазона,а длина ферритовых вкладышей 1 ф и их диаметр Оф удовлетворяют неравенствам1 ф а, Оф2 Ь/ /3.Дополнительно для обеспечения малыхвносимых потерь циркулятора необходимо,чтобы минимальная длина щелей 1 удовлетворяла условию 1 1,5 с.Нэ чертеже приведена схема конструкции волнового У-ииркулятора.Волноводный У-циркулятор состоит издвух (левой и правой по основной проекции) пластин 1, образующих корпус прибора. В этих пластинах выполнены по трижелоба 2, сходящихся под углом 120 град, вцентре пластин и имеющих глубину а и ширину Ь. Пластины зафиксированы на рассто.янии с одна от другой, за счет чегообразована щель 3, В центре разветвленияжелобов симметрично на обеих пластинахустановлены цилиндрические ферритовыевкладыши 4, имеющие диаметр Оф, длину 1 фи намагниченные вдоль оси, При конкретной реализации конструкции, как правило,дополняется боковыми г 1 ластинами 5,фиксирующими левую и правую пластины корпуса одна относительно другой, Навнутреннюю относительно обьема циркулятора поверхность боковых пластин наносится слой поглотителя б, обеспечивающего, электрогерметичность прибора. Повышение непрерывной пропускаемой мощностиможно достичь путем обдува ферритовыхвкладышей воздухом, Тогда в одной из боковых пластин выполняются одно или несколько отверстий 7 для вывода воздуха изобъема циркулятора, Подача воздуха (про-дувка).осуществляется через штуцерз 8(один или два), размещенные на других боковых пластинах. Отверстие 7 и отверстия вштуцерах целесообразно выполнять такимдиаметром, чтобы образующиеся при этомкруглыеволноводы оказывались запредельными для полей минимальной длины волнырабочего дйапаэонз.Циркулятор работает следующим образом.При подаче электромагнитной энергиив верхней по фиг. 1 канзл У-циркуляторз вжелобковом волноводе 2, выполйенном впластинах 1, возбуждаетсяполе, структуракоторого соответствует основному для этоговолноводэ типу колебаний, классифицируе мому кэк Н 11, Размеры желобкового волновода а, Ь, с выбраны так, что поле основноготипа Н 11 распространяется по нему с малым ослаблением, а в щелях 3 поля основно 5 го типа экспоненциально затухают ипрактически не поглощают в поглотителях.б, Симметрично установленные, продольноотносительно оси намагниченные цилиндрические ферритовые вкладыши 4 создают10 в центре разветвления такую дифракционную картину поля, что структурой Н 11 возбуждается один из нижних по разрезу А-Авыходных каналов циркулятора - . правыйили левый - в зависимости от направления15 намагничивания вкладышей, Поле на вхоДедругого канала, если смотретьот центраразветвления, будет соответствовать волнетипа Н 12, Желобковые вол новоды выполнены так, чтобы они оказывались запредель 20 ными для этой волны, В результатепрактически вся электромагнитная энергияиз входного канала передается в один извыходных и может быть переключена в другой при изменении направления подмэгни 25 чивания вкладышей на противоположное.Обеспечить запредельность сеченияжелобкового волновода для волны типа Н 12можно при удовлетворении размеров поперечного сечения этого волновода неравен 30 ствамЬ 1- ) 2, - ) ( -1 уЯ +аЕще одно требование к соотношениямразмеров желобкового волновода следует35 из необходимости в отсутствии паразитноготипа колебаний Н 31, Вытекание Н 31 обеспечивается выполнением условия- 2/( --- 1 ) .с 3 Ла 2 с40 Что касается размеров ферритовыхвкладышей, то при их выборе необходимоучитывать следующие обстоятельства, Ихдлина 1 фа, так как в противном случаекакая-то часть длины вкладышей окажется в45 области между пластинами 1, что приводитк росту потерь, связанному, по-видимому, свозбуждением высших типовволн. Крометого, увеличение длины вкладышей снижаетэлектропрочность прибора и уменьшение50 теплоотвод через охлэждаемый торец вкладыша Диаметр ферритовых цилиндров Офдолжен быть меньше диаметра окружности,вписанной в углы разветвления, 2 Ь у 3, чтобы обеспе итьтеплоотвод воздушными за 55 вихрениями от цилиндрическойповерхности вкладышей,Для обеспечения у циркулятора предлагаемой конструкции малых потерь необходимо, чтобьг длина щели была достаточнойи обеспечивала затухание полей основного1748207 1 г Составитель А, ХаритонаТехред М,Моргентал Слиган Реда кт рректор С. Черни Подписное изобретениям и открытм при ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 типа, скажем, на 30 дБ относительно их уровня в области желоба, Используя известную методику, можно показать, что; если размеры волновода соответствуют выполнению условий, приведенных выше, минимальная длина щелидолжна быть неменее полутора расстояний между пластинами 1, т,е, больше или равна 1,5 с. Формула изобретения 1. Волноводный У-циркуляторсодер. жащий 120-градусное разветвление волноводов в Е-плоскости, в центре которого на боковых стенках размещены намагниченные вдоль центральной оси ферритовые цилиндрические вкладышио т л и ч э ю щ и йс я тем, что, с целью повышения рабочей. Заказ 2508 ТиражВНИИ ПИ Государствен ного комитета113035, Москва, Ж мощности, волноводы выполнены желобковыми, прйэтом ширина желоба Ь, еголубина а и ширина щелей с удовлетворяютнерэвенствам5 1 с 3 1- )2, - )2/( --- 1),с а . 2 с)(+1)ис,1сс 2 агде 1 - минимальная длина волны рабочего10 диапазона,а длина ферритовых вкладышей 1 ф и их диа-метр Оф удовлетворяют неравенствамф а; Оф2 В/1 Г 3,2. Циркулятор пои. 1, о т л и ч а ю щ и й 15 с я тем, что, с целью снижения вносимыхпотерь, минимальная длина щелей 1 выполнена не менее 1,5 с.