Разностный сдвиг фаз определим как

(4)

где ₀ - длина волны в воздухе;

 и  - усреднённые значения относительных диэлектрической и магнитной проницаемостей феррита.

Как видно из выражения (4) разностный сдвиг фаз зависит от длины пластиныl, от параметров феррита  и , а следовательно, от величины постоянного магнитного поля Н₀, при изменении направления Н₀ знак меняется на обратный.

Изменяется знак  и при перемещении ферритовой пластины к противоположной узкой стенке волновода.

3.Описание лабораторной установки

Лабораторная установка включает антенный вентиль-переключатель судовой навигационной радиолокационной станции „Донец-2“, генератор сигналов высокочастотный Г4-83 и анализатор спектра С4-27.

Рабочая длина волны антенного переключателя составляет 3,2 см. При работе переключателя на передачу в канал приёмника попадает менее 0,2% энергии, канализируемой по каналу магнетрона. Развязка между каналами магнетрона и приёмника составляет более 27 дБ.

Антенный переключатель обеспечивает поочередную работу станции на передачу и прием. Ферритовый вентиль-переключатель, собранный по схеме, показанной на рис.7, состоит из следующих узлов: два симметричных волноводно-щелевых моста ЩМ-1, ЩМ-2, два ферритовых фазовращателя, выполненных в виде волноводной секции с двумя ферритами Ф-1 и Ф-2 внутри и с постоянным магнитом снаружи, фазосдвигающая секция, поглотитель, разрядник РР-21 защиты приёмника.

Рис. 7. Ферритовый вентиль-переключатель

Волноводно-щелевой мост,показанный на рис. 8, обладает тремя важными свойствами: при поступлении волны из канала 1 ее мощность делится пополам между каналами 3 и 4; волны в каналах 3 и 4 оказываются сдвинутыми по фазе на 90° по отношению друг к другу; в канал 2 попадает менее 0,002 энергии, канализируемой по каналу 1 (развязка между каналами 1 и 2 составляет более 27 Дб).

Рис. 8. Щелевой мост

Симметричность волноводно-щелевого моста заключается в том, что при поступлении волны из канала 1, указанные три свойства выглядят следующим образом: мощность делится пополам между каналами 3 и 4; волна в канале 4 опережает по фазе волну в канале 3 на 90°; в канал 2 попадает менее 0,002 энергии, канализируемой по каналу 2

При поступлении волны из канала 3 мощность делится пополам между каналами 1 и 2; волна в канале 1 опережает волну в канале 2 на 90°; в канал 4 попадает менее 0,002 энергии, канализируемой по каналу 3.

Сверхвысокочастотные ферриты, входящие в состав ферритовых фазовращателей, представляют собой стрелки размером 100х8х6 мм, приклеенные к общей узкой стенке волновода, каждая в своем канале. При нахождении феррита во внешнем поперечном магнитном поле в результате различия фазовых скоростей прямой и обратной волн, последние неодинаково сдвигаются по фазе.

Величина сдвига по фазе (в градусах) зависит от напряжённости поля, создаваемого постоянным магнитом, размеров ферритов и их марки. Во время регулировки подбираются два феррита, дающие в данном магнитном поле любой, примерно одинаковый фазовый сдвиг, а при изменении их расположения в волноводе или при изменении направления распространения бегущей волны со стороны передатчика и приёмника феррит Ф-1 даёт опережение по фазе на 90° по сравнению с ферритом Ф-2. Наоборот, при движении волны со стороны антенны и поглотителя феррит Ф-2 даёт опережение по фазе на 90° по сравнению с ферритом Ф-1.

Фазосдвигающая секция (ФСС) выполнена в виде двухканального волновода, причём путь волны, бегущей по каналу 4, длиннее на /4 пути для волны, бегущей по каналу 3 и, следовательно, волна, бегущая по каналу 4, отстаёт по фазе от волны в канале 3 на 90°.

Кераграфитовый поглотитель является нагрузкой, коэффициент бегущей волны (КБВ) которой не хуже 0,85 в диапазоне рабочих частот.

Газовый разрядник РР-21 защиты приёмника представляет собой искровой промежуток в баллоне с разреженным газом, помещённым в объёмную камеру. Разрядник является широкополосным и в настройке не нуждается. Импульсы колебаний, генерируемые магнетроном, ионизируют газ в камере разрядника, в результате чего искровой промежуток в разряднике пробивается. Для ускорения возникновения пробоя в разряднике к его электроду подводится дополнительное поджигающее напряжение - 800 В. С целью поджига включено сопротивление Р-1.