Высокочастотный трансформатор

О П И С А Н И Е (И 930398ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоввтскннСоциалистическиеРеспубпик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53) УДК 621,314. .2;621. 315,5 (088.8) ае делам нзабретеннй н еткрытнвОрдена Трудового Красного Знамени инститт:физики, 1 полупроводников АН Литовской СС(54) ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ТРАНСфОРИАТОР Изобретение относится к высокочастотной технике передачи сигналов в частности к устройствам высокочастотных трансформаторов с вентйльными свойствами, и может найти применение в радиотехнике, технике связи, измерительной технике, а также в научноисследовательской аппаратуре. Известные невзаимные устройствасодержат замагниченный сердечник-резонатор в виде полупроводниковой пластины и две обмотки, расположенные насердечнике 1.Однако такие устройства не облада 1 Б ют вентильными свойствами.Более близким по существу являет. ся устройство, обладающее вентильными свойствами, Оно содержит замагничен" ный сердечник в виде квадратной полупроводниковой пластины с высокой по;. движностью носителей заряДа, две обмотки, расположенные на сердечнике под углом близким к прямому, начальные выводы которых соединены один с другим через активное сопротивление, а конечные - накоротко 123Основным недостатком такого высокочастотного трансформатора является сложная настройка и конструкция. Для выполнения условий компенсации ВЧ колебаний в обратном направлении пере-дачи ( с целью придания вентильных свойств трансформатору) необходимо установить величину постоянного магнитного поля, . величину активного сопротивления и угол между обеими обмотками. Индукция постоянного магнитного поля В определяется из условия размерного резонанса геликонных волн в плоско-параллельной полупроводниковой пластине. Однако из-эа волноводного эффектав зависимости от точности обработки полупроводниковой пластины, из-за наличия градиента концентрации электронов в полупроводниковом моно- кристалле и т.д, индукция постоянного магнитного поля отличается от расчитан4нал пцдается между начальным выводом 2 обмотки 2.1-2.2 и конечным выводом 3 обмотки 3.1-3.2. Выходной сигнал снимается с обмотки 3. 1-3,2.Принцип действия данного высокочастотного трансформатора основан на размерном резонансе электромагнитных магнитоплазменных геликонных волн в полупроводнике: 4 ко т еи где- частота размерного резонанса, и - концентрация носителей зарядов в полупроводнике, У - заряд электрона р - диэлектрическая проницаемостьавакуума, ю = 1,2,3 Рассцитав индуктивности обмоток 2.1-2,2, 3.1-3,2 (в соответствии с волновым сопротивлением нагрузки, рабочей частотой) получаем, что токи в обеих обмотках 2.1-2.2 и 3,1- 3,2 равны по величине и сдвинуты по фазе на 90 . Поскольку обмотки расположены ортогонально, направления токов в пространстве такоже отличаются на 90 . Таким образом, токи в катушках создают в области, где поля обмоток пересекаются, маг,нитное поле, имеющее круговую поляри,зацию. Замена входа и выхода местами изменяет и направление круговой поляризации ВЧ магнитного поля в области, где поля обмоток скрещены, Поскольку в области пересечения полейвпомещен полупроводниковый сердечник и перпендикулярно плоскости поляризации создано постоянное магнитное поле.В, получается трансформатор с вентильными свойствами, Меняя величину постоянного магнитного поля, можно реализовать условия размерного резонанса геликонных волн, При этом ВЧ сигнал с направлением циркулярной поляризации, совпадающей с направлением циклотронного вращения электронов, взаимодействует с полупроводником, а сигнал с противоположным направлением циркулярной поляризации "обыкновенная" волна с обраэцомвзаимодействовать не будет. ВЧ сигнал через высокочастотный трансформатор, в зависимости от направления циркулярной поляризации передается от входа к выходу или поглощается в обратном направлении передачи.Использование предлагаемого устройства позволяет упростить конструкцию и. настройку трансформатора,формула изобретенияВысокочастотный трансформатор, содержащий первичную и вторичную об 3 930398 ной и подбирается при точной настройке, Угол между обмотками и величину сопротивления точно расчитать сложно Практически эти величины подбираются экспериментально, Необходимость регулировки угла между осями обмоток ос" ложняет и конструкцию трансформатора, Для этого необходимо корректирующее устройство обеспечивающее возможность такой регулировки угла. Активное со р противление вносит потери мощности сигнала. Применение корректирующего устройства и активного сопротивления увеличивает материальные затраты и затраты труда на настройку. 1Цель изобретения - упрощение настройки и конструкции трансформатора.Поставленная цель достигается тем, что обмотки высокочастотного трансформатора расположены ортогонально и со единены с магнитопроводом магнитной системы, свободный вывод другой обмотки - с входной клеммой, а средняя точка обмоток - с выходной клеммой.На фиг, 1 показан предлагаемый д высокочастотный трансформатор; на фиг. 2 - схема 04 трансформатора.Высокочастотный трансформатор состоит из плоскопараллельного сердечника 1 фиг. 1 толщиною д =Л36 где Х - длина геликонной волны, изготовленного из изотропного полупроводника с высокой подвижностью носителей заряда (напримерв П -ЗпбЬ и-Зп А 5 Сс 3 Нсц Ге.Сердечникпол 3 ностью покрыт двумя обмотками 2.1-2.2 и 3.1-3,2, расположенными перпендикулярно одна к другой, и помещен между полюсами 4 и 5 магнитной системы. Магнитопровод магнитной системы выполнен в виде тела вращения и состоит из нескольких цилиндрических частей 6-8, которые соединены при помощи резьбы. Сердечникс обмотками 2.1-2.2 и 3.1-3.2 помещен в магнитную систему45 с регулируемым зазором, что позволяет плавно менять индукцию постоянного магнитного поля между полюсами 1 и 5. Постоянное магнитное поле на. правлено перпендикулярно большим плоскостям полупроводникового сердецни 56 ка 1. На цилиндрической поверхности части 7 магнитной системы установлены клеммы 9 и 10 для ввода и вывода ВЧ сигнапа.На фиг. 2 изображена схема включе-. ния обмоток ВЧ трансформатора. Упомянутые обмотки 2.1-2,2 и 3. 1-3.2 соединены последовательно, Входной ВЧ сиг5 930398содЪржащий первичную и вторичную об- .соединенс общей клеммой, свободныйд и мотки, расположенные на сердечнике вывод другой обмотки - с вхо ной в виде пластины из монокристалличес- клеммой, а средняя точка обмотки " кого полупроводника с высокой подвиж- с выходной клеммой. ностью носителей заряда, расположенной между полюсами магнитной системы, Источники информации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, принятые во внимание при экспертизе с целью упрощения настройки и кон. Литовский физический сборник, струкции, обмотки расположены ортого, Ю 3нально и соединены последовательно, 1 в 2. Авторское свидетельство СССР, причем свободный вывод одной обмотки У 251601, кл, Н 01 Г 19/Оч, 1968,Редактор Д, КозоризЗа к:,.3"О 5 г ЗЭБН 4 ИПй Гпо де103 Мои сп ППП нП: =х,2 ец ЛПекар ким Корректор ЕРоПодписное Тираж 758 ударственно и изобретен ва ИР та СССР коми и от ыти кая тент", г, Ужгород, ул. Проектная,