4 Выбор параметров феррита

Наилучшим вариантом является использование толстых ферритовых пластин, прикрепленных к общей стенке волноводов. В этом случае легко осуществляется отвод тепла от ферритов, а также обеспечивается большая механическая прочность. Использование толстых пластин требует принятия дополнительных мер для устранения опасности возникновения в волноводе волн высших типов. Одной из наиболее эффективных мер является применение специальных ферритов с низкой диэлектрической проницаемостью. В данном проекте используются ферриты с ферритовой маркой 31.

При определенной толщине ферритовой пластины ( h = 0,17 а ) фазовый сдвиг достигает максимальной величины. Таким образом толщина феррита

h = 0,4 см.

Электрические параметры данного феррита получаются достаточно высокими. Равномерные частотные характеристики невзаимного фазового сдвига достигаются при небольшом смещении пластины из положения, соответствующего максимальной разности фаз между прямой и обратной волнами. В полосе частот 15 –20 % отклонение от требуемого фазового сдвига ( равного 90⁰ ) не превышает нескольких градусов. Потери при этом лежат ниже 0,1 дб.

Длина пластин вместе с согласующими скосами на концах, а также вес феррита зависят от марки феррита и от длины волны. Для марки феррита 31 и для трехсантиметрового диапазона волн пластина феррита имеет длину порядка нескольких десятков миллиметров ( 9 см ).

При этом вес феррита не превышает 100 г.

5 Заключение

В данной работе был спроектирован ферритовый трехплечий циркулятор для заданного диапазона длин волн, вырабатываемых генератором, а также были определены параметры циркулятора. Данный циркулятор содержит ферритовый элемент, щелевой мост и переходное устройство с одинарного волновода на сдвоенный.

Диапазон длин волн генератора  = 2,8  3,7 см.

Длина волны в волноводе ₀ = 3,2 см.

Размеры поперечного сечения волновода 2,3 см  1,2 см.

Предельная мощность в волноводе P_пред = 1320 кВт.

Допустимая мощность в волноводе P_доп = 330 кВт.

Длина щели в щелевом мосте l = 3,65 см.

Марка феррита 31.

Толщина ферритовой пластины h = 0,4 см.

Длина ферритовой пластины 9 см

Циркулятор полностью пропускает энергию между соседними плечами, взятыми в определенном направлении, и не пропускает в противоположном. Циркуляторы широко используется в качестве вентилей. В этом случае достаточно иметь два свободных плеча, одно – входное, другое – выходное.

В остальных плечах, которые являются нерабочими, располагаются поглощающие нагрузки. Поэтому наиболее подходящим для использования в качестве вентиля является трехплечий циркулятор, самый простой и компактный. Наиболее широко циркуляторы используются в качестве антенных коммутаторов, позволяющих при импульсном режиме передатчика использовать одну антенну, работающую как на передачу, так и на прием. Фазовые циркуляторы находят также ограниченное применение в качестве переключателей.

Приложение а

Схема ферритового трехплечего циркулятора

Рис 2.1. Трехплечий циркулятор

Рис. 2.2. Щелевой мост

Приложение Б

Структура поля волны Н₁₀

0

Приложение В

Структура поля волны Н₂₀

Приложение Г

Дисперсионные зависимости

Список используемой литературы

1. Никольский В.В., Никольская Т.И. Электродинамика и распространение радиоволн. – М: Наука, 1989 г.

2. Микаэлян А.Л. Теория и применение ферритов на сверхвысоких частотах. – М: Госэнергоиздат, 1959 г.

3. Гуревич А.Г. Ферриты на СВЧ. – Физматгиз, 1960 г.

4. Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ. – М: Высшая школа, 1970 г.