техническая электродинам КПИ (Кривець)

наведена на рис.12.20, б. Вектор Н0 направлений паралельно осі у в бік від'ємних значень. Вважаючи, щоструктураполяу хвилеводі така сама, як і без фериту, для хвилі Н10 запишемо:

H x = ±iHm 2Λa sin πax e iβz ,

(12.4-16)

H z = Hm cos πax e iβz ,

де Hm — комплексна амплітуда напруженості магнітного поля;

β = 2Λπ — коефіцієнт фази хвилі;

Λ — довжина хвилі у хвилеводі; а — розмір широкої стінки хвилеводу;

верхні знаки відносяться до хвиль, що поширюються в бік додатних значень z, нижні — в бік від'ємних значень z.

Складові вектора напруженості магнітного поля зсунуті за фазою на кут ± π2 і взаємно

перпендикулярні, тобто магнітне поле має обертову поляризацію в площині Н (площині рисунка).

Рисунок 12.20 Невзаємний фазообертач

Колова поляризація спостерігається в такому поздовжньому перерізі хвилеводу, для якого Hx = Нz. Розкриваючи значення Нх і Нz з наведених вище виразів, знаходимо відстань від вузької стінки до площини такого перерізу:

d = πa arctg 2Λa .

Оскільки вектор H обертається в бік складової, яка запізнюється за фазою, то з виразів

(12.4-16) випливає, що вектор H при х<а/2 і поширенні хвилі в бік додатних значень z обертається в напрямку від складової Нх до складової Нz (Нх випереджає Нz за фазою на кут π/2).

На рис.12.20 наведено складові вектора H хвилі, що поширюється в бік від'ємних значень у. Для спостерігача, який дивиться в бік від'ємних значень у (на рис.12.20, а вздовж вектора H0 ),

в місці розміщення фериту вектор H обертатиметься проти годинникової стрілки, що відповідає лівій (від'ємній) коловій поляризації. Фазова швидкість поширення визначається магнітною проникністю μ-. При поширенні хвилі в напрямку додатних значень z складова Нх

змінить напрямок на протилежний, у зв'язку з чим напрямок обертання вектора H зміниться і поляризація стане правосторонньою.

Фазова швидкість поширення хвилі з правим напрямком обертання вектора H відрізняється від фазової швидкості хвилі з лівим напрямком обертання. Це обумовлено тим, що правий напрямок обертання збігається з напрямком прецесії вектора намагніченості

211

фериту, і хвиля правого обертання дуже взаємодіє з феритом. Хвиля лівого напрямку обертання не зазнає значного впливу фериту, та її фазова швидкість менша від фазової швидкості хвилі з правим обертанням за умови, що напруженість постійного магнітного поля істотно менша від значення, яке призводить до феромагнітного резонансу. Отже, фазовий зсув буде необоротним: відрізнятиметься при прямому і зворотному поширенні електромагнітної хвилі. Напруженість постійного магнітного поля Н0 у фазообертачі вибирається меншою від резонансного значення, щоб у робочій смузі частот уявні складові магнітної проникності були малі, що забезпечувало б малі втрати потужності хвиль. Значення фазового зсуву змінюється за допомогою напруженості постійного магнітного поля.

12.4Висновки

1.Основним видом коливальних або резонансних систем в діапазоні НВЧ є пристрої, які називають об'ємними резонаторами. Як правило, це системи з розподіленими параметрами, основою яких є конкретний вид ліній передачі.

2.Порожнисті об’ємні резонатори – це резонатори, побудовані на основі хвилеводних систем.

3.Основною характеристикою об'ємного резонатора є добротність Qн навантаженого резонатора, яка визначається відношенням накопиченої енергії W до енергії втрат

Wв :

називають півхвильвовим коаксіальним резонатором.

6.В основу конструкції квазістаціонарних об’ємних резонаторів покладено паралельний коливальний контур.

7.Існують однокамерні та багатокамерні квазістаціонарні об’ємні резонатори, які використовують у вимірювальних приладах, генераторах НВЧ, які містять в собі клістрони, в системах радіолокації, телерадіометрії, тощо.

8.Існують також інші пристрої НВЧ, що будуються на відрізках ліній передач, хвилеводах різної форми тощо. Це, зокрема, навантаження, трійники, атенюатори, мости і т. ін. Основною складовою частиною таких пристроїв, як циркулятори, вентилі, фазообертачі, є феритові елементи, розташовані в порожнині хвилеводу.

212

Додаток A

Деякі співвідношення корисні для вивчення курсу «Технічна електродинаміка»

Довідкова інформація.

213