Ферритовый фазовращатель проходного типа

 

Использование: СВЧ-фазирующие устройства . Сущность изобретения: согласующие элементы введены в сечениях как ввода , так и вывода проводника 4 системы намагничивания . Предлагается также выводы осуществлять в виде отрезков коаксиальной линии, короткозамкнутых по СВЧ-току конденсаторами 2 проходного типа. С целью независимости параметров от поляризации излучения предлагается выводы располагать в ортогональных плоскостях с целью расширения рабочей полосы частот. Проводник 4 на концах ферритового стержня 4 выполнен в виде прямоугольной ступеньки. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК!

Ы, 1774402 А1 (я> s Н 01 Р 1/195

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вЂ” ----К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4834611/09 (22) 24.04.90 (46) 07.11.92. Бюл. М 41 (71) МГТУ им. Н.Э.Баумана (72) Н.А.Бей, А.А.Богомолов, P.P.Ñâèäåðский и В,Л.Хандамиров (56) Jansheng Х., Zhengchang i. Dual-Mode

Latching Ferrite Devices. Microwave 1оогпа!, 1986, vol. 29, No 5, р. 277 — 285 (54) ФЕРРИТОВЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ

ПРОХОДНОГО ТИПА (57) Использование: СВЧ-фазирующие устройства. Сущность изобретения: согласующие элементы введены в сечениях как ввода, так и вывода проводника 4 системы намагничивания. Предлагается также выводы осуществлять в виде отрезков коаксиальной линии, короткозамкнутых по СВЧ-току конденсаторами 2 проходного типа. С целью независимости параметров от поляризации излучения предлагается выводы располагать в ортогональных плоскостях с целью расширения рабочей полосы частот. Проводник 4 на концах ферритового стержня 4 выполнен в виде прямоугольной ступеньки.

3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1774402

Устройство относится к СВЧ-технике и может быть использовано в фазированных антенных решетках и измерительных стендах.

В ряде конструкций фазовращателей элементы системы управления вынесены из области возбуждения за металлический экран. Примерами таких устройств являются волноводный или коаксиальный ферритовые фазовращатели с поперечным подмагничиванием.

Управление магнитной проницаемостью феррита осуществляется подмагничивающим полем, создаваемым электромагнитами. Общим недостатком фазовращателей с плавным изменением фазы является необходимость непрерывной подачи тока в управляющие обмотки. Этот недостаток устранен в тороидальных фазовращателях на ферритах с прямоугольной петлей гистерезиса, в которых ферриты, будучи намагниченными, сохраняют это состояние неограниченно долго и требуют затрат энергии на управление лишь при перемагничивании, В тороидальных фазовращателях, работающих на линейной поляризации, с целью получения минимальных отражений вывод проводников системы намагничивания осуществляется в Н-плоскости, перпендикулярной вектору поляризации возбуждающей волны. Для фазовращателя с произвольной поляризацией проблема выводов проводников становится весьма актуальной, так как помещенные в поперечное сечение волновода проводники представляют собой в общем случае произвольные неоднородности, порождающие в линии передачи отраженные волны.

Наиболее близок к предлагаемому фазовращатель, работающий на волнах с произвольной поляризацией. Фазовращатель представляет собой металлизированный ферритовый стержень с симметричным (квадратным) поперечным сечением. Вдоль продольной оси ферритового стержня в отверстии уложен проводник намагничивания, концы которого выведены по диагоналям квадрата.

Предложенный способ выведения отрезков проводника обеспечивает почти одинаковые условия отражений от проводника компонент электромагнитных волн, ориентированных в ортогональных направлениях. Однако сама методика построения данного фазовращателя допускает наличие отражений от проводника, что не позволяет добиться удовлетворительного согласования, Целью настоящего изобретения является улучшение согласования.

Поставленная цель достигается тем, что вывод проводника с каждой стороны ферритового стержня осуществлен с помощью отрезков коаксиальных линий, в котрых выводимый проводник является центральной жилой коаксиала, а сами коаксиальные линии выполнены в приливах металлического экрана устройства и короткозамкнуты по

СВЧ-току конденсаторами проходного типа, к клеммам которых припаяны концы проводника; внутри устройства вывод концов проводника осуществлен в ортогональных плоскостях, отрезку проводника с каждой стороны ферритового стержня придана форма либо линейного отрезка, либо ступеньки, уложенной в продольном направлении устройства в пазы и отверстия дополнительной ферритовой (или диэлектрической} втулки так, что продольный отрезок параллелен оси фазовращателя и равноудален от оси и внутренней стенки волновода, а поперечные отрезки проводника перпендикулярны оси.

Фазовращатель работает следующим образом. ,Цля падающей на фазовращатель электромагнитной волны ферритовый стержень представляет собой замедляющую среду с электрически управляемым коэффициентом распространения.

Фазовая скорость распространения электромагнитной волны в ферритовом фазовращателе определяется величиной намагничивания феррита и направлением этого намагничивания по отношению к наи равлени ю расп ростра н ения электромагнитной волны. Намагничивание феррита осуществляется импульсами тока, подаваемыми на проводник фазовращателя от блока управления. Величина и направление намагничивания феррита зависят от амплитуды импульса, его длительности и полярности, Электромагнитная волна с круговой поляризацией может быть представлена суммой линейно-поляризованных волн, векторы поляризации которых ориентированы в ортогональных направлениях. Условия распространения линейно-поляризованных волн в фазовращателе таковы, что одна из них, например, с вектором поляризации, лежащим в горизонтальной плоскости, проходит свободно, проводник не оказывает на нее никакого влияния, а другая, вектор поляризации которой параллелен плоскости, в которой уложен проводник, частиЧно отражается, так как проводник в последнем случае представляет собой большую неоднородность.

1774402

Особенностью конструкции нредлагаемого фазовращателя является установка отрезка коаксиальной линии в месте вывода проводника, для компенсации реактивности, вносимой проводником. Процесс компенсации заключается в подборе реактивного входного сопротивления коаксиальной линии за счет изменения ее длины. Таким образом достигается нечувствительность фазовращателя к поляризации электромагнитной волны. С помощью отрезков коаксиальных линий удается добиться хорошего согласования фазовращателя, осуществляя вывод проводника как в виде линейных отрезков так и в форме ступенек. Ступенчатая конфигурация проводника позволяет с помощью подбора продольных отрезков проводника, параллельных оси фазовращателя, не только уменьшить вносимую проводником реактивность, обеспечивая тем самым более благоприятные условия компенсации реактивностей с помощью короткозамкнутых по

СВЧ-току коаксиальных линий, но и перемещать область хорошего согласования по диапазону частот. В результате достигается расширение области частот фазоврашателя, На фиг.1 изображена конструкция фазовращателя с выводами проводника в виде линейных отрезков; на фиг.2 — конструкция фазовращателя со ступенчатыми выводами проводника.

Устройство содержит корпус 1, конденсатор 2 проходного типа, диэлектрическую втулку 3 с отверстием под проводник 4, ферритовый стержень 5 с отверстием под проводник 4. Внешняя поверхность корпуса 1 изготовлена с приливами, в которых сформированы пазы для конденсаторов 2 и отверстия под диэлектрические втулки 3.

Внутренняя поверхность корпуса представляет собой волновод с симметричной формой поперечного сечения (круглого, квадратного). Внутри волновода устанавливается ферритовый стержень 5 такого же поперечного сечения. На торцовых поверхностях ферритового стержня 5 имеются пазы от центра к окраине для проводника 4, Ю

Проводник 4 системы намагничивания укладывается в отверстие ферритового стержня

5 вдоль оси, совпадающей с осью симметрии волновода, а затем в пазы на торцовых

5 поверхностях стержня 5 и через отверстия в диэлектричеСких втулках 3 выводится к клеммам конденсатора 2, к которым концы проводника 4 припаиваются.

10 Формула изобретения

1. Ферритовый фазовращатель проходного типа, содержащий металлический экран с внутренним сечением волновода симметричной формы, внутри которого ус15 тановлен ферритовый стержень такого же поперечного сечения с каналом. внутри которого вдоль продольной оси волновода размещен проводник системы намагничивания, концы которого выведены за пред20 елы волновода в различных плоскостях его поперечного сечения, отличающийся тем, что, с целью улучшения согласования, в сечениях ввода проводника в волновод установлены введенные согласующие элемен25 ты.

2. Фазовращгтель пс п.1, о т л и ч а юшийся тем, что вывод проводника с каждой стороны ферритового стержня осуществлен с помощью отрезков коаксиаль30 ных линий, в которых выводимый проводник является центральной жилой коаксиала, а сами коаксиальные линии выполнены в приливах корпуса устройства и короткозамкнуты по СВЧ-току конденсаторами

35 проходного типа, к клеммам которых припаяны концы проводника.

3. Фазовращатель по п.1, о т л и ч à юшийся тем, что, с целью независимости параметров фазовращателя от поляризации

40 излучения, внутри устройства концы проводника расположены в ортогональных плоскостях.

4. Фазовращатель по п.З, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения

45 рабочей полосы частот, концы ферритового стержня выполнены в виде ферритовых шайб и участки канала с проводником, размещенные в них, изогнуты в виде прямоугольной ступеньки.

5п

1774402 Составитель А. Богомолов

Техред M.Moðiåíòàë Корректор А. Ворович

Редактор Т, Орлова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3931 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5