ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
33
низкочастотные. Подобное явление наблюдается в земной ионосфере при
распространении импульсов, генерируемых при разряде молний . Эти импульсы
движутся вдоль силовых линий магнитного поля Земли, проникают через ионо -
сферу и достигают снова поверхности Земли в магнитосопряжённой точке.
Широкополосный приёмник фиксирует сначала более высокие частоты , а по-
том – более низкие. Эти сигналы называются свистящими атмосфериками .
5.4 Ферриты в радиотехнике СВЧ
Намагниченные ферриты , являющиеся гиротропными магнетиками,
весьма широко применяются в волноводных и иных устройствах СВЧ .
Принцип действия фазовращателей основан на зависимости фазовой
скорости волны , распространяющейся в линии передачи, частично заполненной
намагниченным ферритом, от направления распространения и напряжённости
домагничивающего поля. Идеальный невзаимный фазовращатель представляет
собой четырёхполюсник , пропускающий энергию в обоих направлениях без за-
тухания, но с разным фазовым сдвигом. Такой фазовращатель представляет со -
бой поперечно - намагниченную ферритовую пластину (вкладыш), помещённую
в стандартный прямоугольный волновод параллельно его узкой стенке. Дейст-
вительные части эффективной магнитной проницаемости для право - и левопо-
ляризованных волн различны . Поэтому различными оказываются и фазовые
постоянные
eo
β
β
и волн, распространяющихся в волноводе в противополож-
ных направлениях . Разность
(
)
l
eo
β
β
ϕ
−
=
∆
, где l – длина вкладыша, есть не-
взаимный фазовый сдвиг. Лучшие параметры имеют фазовращатели с двумя
ферритовыми вкладышами, намагниченными в противоположных направлени-
ях . Такая структура обеспечивает вдвое больший невзаимный фазовый сдвиг на
единицу длины и сохраняет симметрию поля волновода относительно его про -
дольной оси, что облегчает согласование фазовращателя. Невзаимный фазовый
сдвиг таких фазовращателей обычно составляет 90 или 180
о
.
Идеальным вентилем называется линейный невзаимный четырёхполюс-
ник, пропускающий СВЧ -энергию без поглощения в одном направлении и не
пропускающий в обратном. Наиболее простую конструкцию , по существу сов-
падающую с конструкцией невзаимных фазовращателей , имеют резонансные
волноводные и коаксиальные вентили. Отличие заключается в значении напря -
жённости подмагничивающего поля, которое выбирается таким образом, чтобы
на рабочей частоте наблюдалось явление поперечного ферромагнитного резо -
нанса. При распространении волны в одном из направлений её затухание резко
увеличивается и при достаточно большой длине вкладыша она почти полно -
стью поглощается в феррите .
Циркулятором называется невзаимный многополюсник , плечи которого
можно пронумеровать таким образом, что волна из плеча с номером n проходит
только в плечо n+1, а из последнего плеча – только в первое. В радиотехнике
широко распространён волноводный трёхплечевой циркулятор мостового типа
(Y-циркулятор). Основу его конструкции составляет симметричный Y-тройник ,
на оси симметрии которого помещён ферритовый вкладыш. Подмагничиваю -
33
низко частотны е. П о до бно е явление наблю дается в земно й ио но сфере п ри
расп ро странении имп ульсо в, г енерируемы х п ри разряде мо лний. Э ти имп ульсы
движ утся вдо ль сило вы х линий маг нитно го п о ля Земли, п ро никаю тчерезио но -
сферу и до стиг аю т сно ва п о верхно сти Земли в маг нито со п ряж ё нно й то чке.
Ш иро ко п о ло сны й п риё мник фиксируетсначала бо лее вы со кие часто ты , а п о -
то м – бо лее низкие. Э ти сиг налы назы ваю тся сви ст ящ и ми ат мосф ери ками .
5.4 Ф е р р и ты в р ади о те хн и к е С В Ч
Н амаг ниченны е ферриты , являю щ иеся г иро тро п ны ми маг нетиками,
весьмаш иро ко п рименяю тся вво лно во дны х и ины х устро йствах С В Ч .
П ринц ип действия ф азовращ ат елей о сно ван на зависимо сти фазо во й
ско ро сти во лны , расп ро страняю щ ейся влинии п ередачи, частично зап о лненно й
намаг ниченны м ферритом, о тнап равления расп ро странения и нап ряж ё нно сти
до маг ничиваю щ ег о п о ля. И деальны й невзаимны й фазо вращ атель п редставляет
со бо й четы рё хп о лю сник, п ро п ускаю щ ий энерг ию в о бо их нап равлениях безза-
тухания, но с разны м фазо вы м сдвиг о м. Т ако й фазо вращ атель п редставляетсо -
бо й п о п еречно -намаг ниченную ферритовую п ластину(вклады ш ), п о мещ ё нную
в стандартны й п рямо уг о льны й во лно во д п араллельно ег о узко й стенке. Д ейст-
вительны е части эффективно й маг нитно й п ро ниц аемо сти для п раво - и лево п о -
ляризо ванны х во лн различны . П о это му различны ми о казы ваю тся и фазо вы е
п о сто янны е β o и β e во лн, расп ро страняю щ ихся в во лно во де в п ро тиво п о ло ж -
ны х нап равлениях. Разно сть ∆ϕ = (β o − β e )l , г де l – длина вклады ш а, есть не-
взаимны й фазо вы й сдвиг . Л учш ие п араметры имею тфазо вращ атели с двумя
ферритовы ми вклады ш ами, намаг ниченны ми в п ро тиво п о ло ж ны х нап равлени-
ях. Т акая структурао бесп ечиваетвдво е бо льш ий невзаимны й фазо вы й сдвигна
единиц удлины и со храняетсимметрию п о ля во лно во да о тно сительно ег о п ро -
до льно й о си, что о блег чаетсо г ласо вание фазо вращ ателя. Н евзаимны й фазо вы й
сдвигтаких фазо вращ ателей о бы чно со ставляет90 или 180 о .
И д еальным вент и лем назы вается линейны й невзаимны й четы рё хп о лю с-
ник, п ро п ускаю щ ий С В Ч -энерг ию без п о г ло щ ения в о дно м нап равлении и не
п ро п ускаю щ ий в о братно м. Н аибо лее п ро стую ко нструкц ию , п о сущ ествусо в-
п адаю щ ую с ко нструкц ией невзаимны х фазо вращ ателей, имею трезо нансны е
во лно во дны е и ко аксиальны е вентили. О тличие заклю чается в значении нап ря-
ж ё нно сти п о дмаг ничиваю щ ег о п о ля, ко то ро е вы бирается таким о бразо м, что бы
на рабо чей часто те наблю дало сь явление п о п еречно г о ферро маг нитно г
о резо -
нанса. П ри расп ро странении во лны в о дно м изнап равлений её затухание резко
увеличивается и п ри до статочно бо льш о й длине вклады ш а о на п о чти п о лно -
стью п о г ло щ ается вферрите.
Ц и ркулят ором назы вается невзаимны й мно г о п о лю сник, п лечи ко торо го
мо ж но п ро нумеро ватьтаким о бразо м, что во лнаизп лечас но меро м n п ро хо дит
то лько в п лечо n+1, а изп о следнег о п леча – то лько в п ерво е. В радио технике
ш иро ко расп ро странё н во лно во дны й трё хп лечево й ц иркулятор мо стово г о тип а
(Y-ц иркулятор). О сно вуег о ко нструкц ии со ставляетсимметричны й Y-тро йник,
на о си симметрии ко торо г о п о мещ ё н ферритовы й вклады ш . П о дмаг ничиваю -
