книги из ГПНТБ / Семенов Н.А. Техническая электродинамика учеб. пособие для электротехн. ин-тов связи

фильтр, отражающий волну # и , поляризованную параллельно плоскости металлической пластины; Р — разветвление; Г — гира- гор с неизменным полем Я 0 , обеспечивающим поворот плоскости поляризации на 45°.

Вектор Е волны, входящей в плечо 1, поляризован в направле­ нии А; поэтому волна беспрепятственно проходит через фильтр Фь При повороте в боковое плечо Р вектор Е оказался бы парал­ лельным широкой стенке волновода 3, однако для такой поляриза­ ции прямоугольный волновод является запредельным, поэтому

волна проходит разветвление Р\, не ответвляясь. Гиратор Г пово­ рачивает плоскость поляризации в положение В и волна через элементы Ръ Фг, Пг проходит в плечо 2. Аналогично из плеча 2

полностью проходит в плечо 3. Точно так же осуществляется пере­ ход волны из плеча 3 в плечо 4 и из 4 ъ 1. Следовательно, устрой­

Если направление тока в соленоиде гиратора изменить на обрат­

циентом самоиндукции обмотки и токами Фуко, возникающими в стенках волновода при перемагничении. Величина этих токов огра­ ничивается двумя способами. Либо металлические стенки волново­ да заменяются диэлектрическими, покрытыми изнутри слоем се-

ребра толщиной в несколько микрометров, либо в волноводе про­

3 поглощающую нагрузку. Тогда прямая волна полностью прохо­

рис. 16.11, секции Рі, Рг и Ф2 . Фильтр Фі выполняют в виде пла­ стины из поглощающего материала. Прямая волна (1-+2), поля­ ризованная перпендикулярно этой пластине, проходит почти без потерь. Электрический вектор обратной волны (2-+1) после про­ хождения ею гиратора находится в положении С, параллельно пластине, поэтому волна поглощается.

Вентиль другого типа основан на резонансном поглощении вол­ ны с круговой поляризацией (рис. 16.12). Линейно поляризован­

волновая пластина восстанавливает линейную поляризацию вол­ ны. Обратная волна оказывается поляризованной по кругу поло­ жительно (относительно вектора Н0 ) и поглощается ферритовым

Узлы, основанные на эффекте Фарадея, используют в диапазо­ нах сантиметровых и миллиметровых волн. Если волноводный тракт прямоугольный, применение таких узлов неудобно, так как требует переходов на круглый волновод. Этим объясняется огра­ ниченное применение таких узлов. Разработаны ферритовые узлы с продольным намагничением, построенные на прямоугольном вол­ новоде, однако их параметры еще значительно уступают другим известным устройствам.

4Ш

распространяется вдоль оси х в положительном направлении, то нужно переименовать все координаты в соотношениях (9.24) для поля волны тина Ню:

Hx = H0costy; Я ° = і А я . 8 І п ^ ; t\ = - і tf„sin\y, (16.39)

где верхний индекс «О» соответствует волноводу без феррита. Исследуем структуру магнитного поля в горизонтальной плос­

кости (рис. 16.146). Составляющие Нх и Ну взаимно перпендику­ лярны, сдвинуты по фазе на 90° и имеют различное распределение по оси у. При у=0 ,и у = а поле поляризовано линейно вдоль оси волновода, три #=0,5 а оно также поляризовано линейно, но перлендикулярно оси, а їв промежуточных положениях — эллиптически. В сечениях вблизи у=0,25 а и у = 0,75 а 'магнитное поле поляризова­ но по «ругу, причем в левой половине (волновода поляризация поло­

поле имеет чисто круговую поляризацию одного направления.

Существенно взаимодействие с ферритом только волны с поло­ жительным направлением вращения. Поэтому максимально фер­ рит воздействует на волну в волноводе в сечении А. Наоборот, в

электрической пластиной, имеющей те же размеры и то же значе­

А, амплитуда волны Н с положительной круговой поляризацией

насыщенном феррите M0 = kMH0. Итак, если феррит не насыщен, фазовый сдвиг регулируемого фазовращателя Дгр пропорционален постоянному магнитному полю Но.

В практических конструкциях толщину d пластины стараются увеличить, чтобы сделать большим Др. Толстая магнитодиэлектрическая пластина концентрирует электромагнитное поле подобно диэлектрическому волноводу, что искажает распределение поля в поперечном сечении и меняет оптимальное положение пластины, соответствующее максимуму Др. Если d« (0,154-0,20)а, оптимум наблюдается при касании пластиной боковой стенки волновода. Дальнейшее утолщение пластины нецелесообразно, так как это уменьшает фазовый сдвиг.

Лучшими параметрами обладает фазовращатель с двумя пла­ стинами, расположенными симметрично относительно оси волново­ да (в сечениях Л и В на рис. 16.14) и намагниченными в противо­ положных направлениях. В этом случае сохраняется симметрия поля в волноводе, что улучшает согласование фазовращателя с волноводный трактом.

ВЗАИМНЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ

Для того чтобы получить взаимный фазовращатель с регулируе­ мым фазовым сдвигом \рП р = гробр, нужно поместить ферритовую пластину в центральное сечение волновода (уо — 0,5а), где магнит­ ное поле поляризовано линейно и может быть представлено супер­ позицией равных по величине іволн с противоположными направле­ ниями вращения. Тогда эквивалентная магнитная проницаемость феррита одинакова для прямой и обратной волн, Агр=0. Взаим­ ный фазовращатель работает при слабых магнитных полях #0 . Регулируемая часть сдвига определяется по ф-ле (16.40) с учетом (16.9): гро— (м-'— 1 ) / р / ~ Ы м ~ # 2 о •

Для ненасыщенного феррита наблюдается квадратичная зави­ симость взаимного сдвига фаз от напряженности постоянного маг­ нитного поля. У боковых стенок волновода пластину не распола­ гают, так как любая пластина конечной толщины окажется в об­ ласти, где магнитное поле поляризовано эллиптически, что при­ водит к невзаимному фазовому сдвигу.

ФАЗОВЫЙ ЦИРКУЛЯТОР

Фазовый іциркулягор (рис. 16.15) піредстаївляет собой последова­ тельное соединение щелевого или многодырочного моста (см. 15.2), невзаимных фазовращателей и второго такого же моста.

поле Но, направленном от читателя, отставание по фазе в верхнем канале больше для обратной волны, а в нижнем — для прямой. Пусть невзаимный фазовый сдвиг участков с ферритом Ф Д-ф = 90°.

Данный узел представляет собой циркулятор, передающий вол­ ны в последовательности 1-*-2-*-4-*3-*-1. Фазовые циркуляторы имеют большие габариты, поэтому их целесообразно использовать только в трактах, рассчитанных на большую мощность (средняя мощность до 100 кВт, импульсная — до 30 МВт) .

ВЕНТИЛИ С ПОПЕРЕЧНЫМ ФЕРРОМАГНИТНЫМ РЕЗОНАНСОМ