14.3.5. Ферритовые фазовращатели

В настоящее время разработано большое число различных фазовращателей, использующих эффекты в линиях передачи с на­магниченными ферритами. В таких устройствах регулировка фазы осуществляется за счет изменения величины внешнего посто­янного магнитного поля, что приводит к изменению магнитной проницаемости феррита и, следовательно, к изменению фазовой скорости распространяющейся по ферриту волны.

Ферритовые фазовращатели делятся на взаимные и невза­имные. Фазовый сдвиг, вносимый взаимным фазовращателем, не зависит от направления распространения волны в нем. Невза­имный фазовращатель вносит фазовый сдвиг, зависящий от на­правления распространения волны.

Рассмотрим невзаимный фазовращатель на основе прямоу­гольного волновода (см. рис.14.52). Как и в случае резонансного вентиля, тонкая ферритовая пластина помещается в сечение с круговой поляризацией магнитного поля волны Н₁₀ и намагни­чивается постоянным магнитным полем, направленным вдоль оси Z- Однако величина Н_о выбирается так, чтобы избежать зна­чительного поглощения волны Н₁₀ в феррите. При этом по отношению к прямой и обратной волнам, имеющим поляризацию, совпадающую с поляризацией Н^- и Н⁺ соответственно, намагни­ченный феррит ведет себя как среда с разной магнитной про-чицаемостью μ^- и μ⁺ .В результате чего коэффициенты распро­странения прямой и обратной волн оказываются разными в отрезке волновода с ферритом, имеющем длину l. При этом прямая

волна, пройдя такой отрезок, получит фазовый сдвиг а обратная волна- Разность фаз называется невзаимным фазо­вым сдвигом. Обычно в регулируе­мых фазовращателях используют вместо постоянных магнитов электро­магниты. Плавно изменяя ток в об­мотке электромагнита, удается плав­но менять вносимый фазовый сдвиг.

Аналогично строятся конструк­ции невзаимных фиксированных илирегулируемых ферритовых фазовращателей на основе коак­сиальной (см. рис.14.55) или полосковой (см. рис.14.56) линии.

Применение невзаимных ферритовых фазовращателей в фа­зированных антенных решетках, работающих как в передающем режиме, так и в приемном, вызывает определенные трудности, связанные с необходимостью специального переключения фазо­вращателей с режима передачи на режим приема. Поэтому, как правило, в схемах питания таких антенн используют взаимные ферритовые фазовращатели. Широко применяемая на практике конструкция взаимного фазовращателя показана на рис. 14.62. Круглый ферритовый стержень с согласующими скосами разме­щается вдоль оси прямоугольного волновода. Снаружи на вол­новод помещается управляющая обмотка электромагнита, соз­дающего внешнее магнитное поле. Поскольку и прямая, и обрат­ная волны на оси волновода имеют линейную поляризацию маг­нитного поля, то вносимый фазовый сдвиг не зависит от нап­равления распространения волны по волноводу, а зависит от величины тока в обмотке, марки феррита и его геометрических

размеров.

Вопросы проектирования как взаимных, так и невзаимных ферритовых фазовращателей на разных типах линий передачи I изложены в [58-61].