Гиротропные среды в технике СВЧ. Малков Н.А. - 34 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

симости достигается помещением ферритового вкладыша в ту область волновода, где магнитное поле
основного типа волны имеет круговую поляризацию.
Рассмотрим соотношение между B
v
и
H
r
для случаев правой (
−
= HH
r
r
) и левой (
+
= HH
r
r
) круговой по-
ляризации:
кркр
HeHeH
YX
r
r
r
±=
±
. Произведя необходимые вычисления, получим
()
mmmm
r
m HHB
a
µ=µµ= , где
=µµ=µ
a
m
m
()
MHM
ω
+ωωµ+µ=
00
. Отсюда следует, что для рассматриваемых случаев магнитная прони-
цаемость феррита выражается скалярными величинами, которые различны для полей с различными на-
правлениями поляризации.
Зависимости вещественной и мнимой частей
(
)
ω
µ
−
и
(
)
ω
µ
+
представлены на рис. 3.10. В области
частот
H
ω≈ω наблюдается существенное различие значений
−
µ
и
+
µ
, причем изменение
(
)
ω
µ
−
имеет
резонансный характер. Это является следствием совпадения направления поляризации
−
H
r
с направле-
нием свободной прецессии вектора намагниченности в феррите. Зависимость
()
ωµ
+
не имеет особенно-
сти при
H
ω=ω . Важно отметить, что
−
µ
′′
и
+
µ
′
′
определяют в волноводе с ферритом затуха-
Рис. 3.10
ние электромагнитных волн, магнитное поле которых имеет правую и левую
поляризацию соответственно. Поэтому волна, имеющая правую поляриза-
цию магнитного поля в месте расположения феррита в волноводе и частоту
H
ω
≈
ω , затухает значительно сильнее, чем волна с левой поляризацией.
На этом основана работа резонансных вентилей. Наиболее распростра-
ненная конструкция таких приборов содержит отрезок прямоугольного вол-
новода с ферритовым вкладышем, намагниченным вдоль узкой стенки вол-
новода (рис. 3.11). Вкладыш размещается в плоскости, где магнитное поле
волны Н
10
имеет круговую поляризацию, т.е. на расстоянии, примерно, чет-
верти ширины волновода от узкой стенки. Направление вращения вектора магнитного поля зависит от
направления распространения волны. Поэтому прямая волна, имеющая в месте расположения феррита
+
≈ HH
r
r
, проходит с небольшим затуханием, а обратная (
−
≈ HH
r
r
) испытывает значительное затухание
при условии несовпадения ее частоты с
H
ω . Создание неоднородного поля
0
H
r
позволяет расширить по-
лосу частот до 30…60 %. Прямые потери таких вентилей весьма малы –(0,1…0,2) дБ, а обратное зату-
хание достигает 30…35 дБ. Тот факт, что при распространении волны в обратном направлении СВЧ
мощность выделяется непосредственно в ферритовом вкладыше, позволяет использовать такие вентили
лишь на низком и среднем уровне мощности.
Помимо волноводных существуют и другие конструкции резонансных вентилей. Основным требо-
ванием для их реализации является наличие в волноводе области с круговой поляризацией магнитного
поля. Так, в дециметровом диапазоне длин волн в качестве волновода используется симметричная ли-
ния передачи, центральный проводник которой имеет гребенчатую структуру. Это позволяет получить
поляризацию магнитного поля, близкую к круговой в плоскости продольного сечения линии, куда и по-
мещается феррит.
На рис. 3.12 показана микрополосковая конструкция вентиля. Здесь получение круговой поляриза-
ции магнитного поля достигается включением в микрополосковую линию шлейфов определенной дли-
ны.
Различие вещественной части магнитной проницаемости феррита для волн с правой и левой поля-
ризацией магнитного поля (см. рис. 3.10) лежит в основе работы невзаимного фазовращателя. Подста-
новка
±
µ в выражение для постоянной распространения
±±
µεω=
ф
K позволяет получить
Рис 3 11

Страницы