М-плечий переключатель

 

Волноводный М-плечий переключатель относится к технике СВЧ и может быть использован в радиотехнической аппаратуре для переключения или деления мощности на необходимое число каналов. Целью изобретения является уменьшение мощности управления и увеличение быстродействия. Переключатель содержит М-разветвление прямоугольного волновода 1, магнитную систему и М ферритовых элементов 2. Цель достигается разнесением из центра сочленения в плечи волноводов ферритовых элементов , при этом расстояние между соседними элементами выбрано кратным нечетному числу четверти длины волны, управление каждым ферритовым элементом раздельно осуществлено катушками с магнитными сердечниками памяти над каждым ферритовым элементом, расположенным а . запредельной части соответствующего пле- ,ча 3. 1 з.п.ф-лы. 3 ил. СО С 1 XJ XJ ел VJ о 00

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я „„1775768 А1 (я)ю Н 01 P 1/38

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

П :. > ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "=: ...:/

--, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4824501/09 (22) 08.05.90 (46) 15.11.92. Бюл. hh 42 (71) Самарский электротехнический институт связи (72) А.Г.Глущенко, P.È,Àíäðååâà и Т.А,Часовн икова (56) Кочарян P.Ã. и др. Экспериментальное исследование т-циркулятора с тремя ферритовыми вкладышами. Антенные измерения. Тезисы докладов IV Всесоюзной конференции метрологического обеспечения антенных измерений, 11-13 ноября

1987, Ереван, 1987, с.325-326. (54) М-ПЛЕЧИЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ (57) Волноводный M-плечий переключатель относится к технике СВЧ б пользован в радиотехн для переключения или деления мощности на необходимое число каналов. Целью изобретения является уменьшение мощности управления и увеличение быстродействия.

Переключатель содержит М-разветвление прямоугольного волновода 1, магнитную систему и М ферритовых элементов 2. Цель достигается разнесением из центра сочленения s плечи волноводов ферритовых элементов, при этом расстояние между соседними элементами выбрано кратным нечетному числу четверти длины волны, управление каждым ферритовым элементом раздельно осуществлено катушками с магнитными сердечниками памяти над каждым ферритовым элементом, расположенным в ти соответствующего плеил.

1775768

20

55 м ферритовых элементов совпадают. При этом между элементами 1-го и 2-го каналов

Предлагаемое устройство относится к технике СВЧ и КВЧ и может быть использовано в радиотехнической и измерительной аппаратуре, Известны конструкции переключателей, включающие ферритовый резонатор в центре сочленения и магнитную систему.

Однако мощность управления в этих конструкциях сравнительно велика, Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является конструкция волноводного переключателя, которую можно реализовать на основе Yq p yn opa, содержащего магнитную систему и 3 ферритовых элемента. Конструкция удобна для настройки и имеет хорошие алектродинамические характеристики (прямые, обратные потери, КСВн), однако для переключения требуется сравнительно большая величина мощности, рабочая область частот не превышает 100 ГГц, Переключение ограничено только соседними каналами.

Целью настоящего изобретения является уменьшение мощности управления, увеличение быстродействия устройства.

Дополнительной целью является В03можность деления мощности сигнала на необходимое число каналов, Цель изобретения достигается тем, что в известную конструкцию волноводного Мплечего переключателя на основе m-разветвления прямоугольного волновода, содержащего магнитную систему, m ферритовых элементов, ферритовые элементы разнесены из центра сочленения в плечи волноводов таким образом, что расстояние между соседними ферритовыми элементами составляет il/4 (2n+1), и =- 0,1,2„,, управление каждым ферритавым элементом раздельное, и волноводы в области расположения ферритовых элементов выполнены запредельными, 3 счет разнесения ферритовых элементов из центра сочленения в плечи волноводов таким образом, что расстояние между соседними ферритовыми элементами определено величиной А/4 (2n+1), где п = 0,1,2,..., и управление каждым ферритовым элементом раздельное, возможно деление мощности сигнала на необходимое число каналов.

Сопоставительный анализ с прототипОм показывает, что заявляемое устройство отличается тем, что ферритовые элементы разнесены из центра сочленения в плечи волноводов таким образом, что расстояние между соседними ферритовыми элементами составляет il/4 (2n+1), n = 0,1,2...„управление каждым ферритовым элементо осуществляется раздельно, и волноводы в области расположения ферритовых элементов выполнены запредельными, Таким образом, заявляемый волноводный М-плечий переключатель соответствует критерию изобретения "новизна", Сравнение заявляемого устройства не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На фиг.1 приведена конструкция волноводного 3-плечего переключателя на основе

Y-разветвления прямоугольного волновода

1 с тремя ферритовыми элементами 2; на фиг.2 представлена конструкция предлагаемого волноводного M-плечего переключателя на основе m-разветвления прямоугольного волновода 1, содержащего m ферритовых элементов 2, в области расположения которых волноводы выполнены запредельными; на фиг.3 показана конструкция магнитной системы волноводного М-плечего переключателя, где 1 — m-раэветвление прямоугольного волновода, 2-ферритовые элементы, 4 — постоянный магнит, 5 — катушки перемагничивания с магнитными сердечникам и памяти 6. Все ферритовые элементы размещены в поле смещения постоянного магнита 4 (фиг.3), определяющего начальное нерабочее состояние переключателя. У каждого ферритового элемента 2 (фиг.3) имеется катушка перема-ничивания 5 (фиг.3) в виде одного или нескольких витков с магнитным сердечником памяти 6 (фиг.3). Подключение катушек и изменение направления тока осуществляется схемой коммутации, обеспечивающей раздельное управление каждой катушкой перемагничивания. В нерабочем состоянии мощность, поступающая из первого канала, отражается от входа устройства и частично распределяется между 2-ым, 3им,...,m каналами. Включение осуществляется подачей импульса одновременно на все катушки при такой коммутации обмоток подмагничивания, что ток через катушки ферритовых элементов 1-ro и 2-го каналов пропускается в одном направлении, а через катушки остальных элементов в противоположном. Резонансная частота ферритовых элементов зависит от геометрических размеров, диэлектрической проницаемости феррита и магнитной проницаемости, которая меняется в зависимости от поля подмагничивания. При одинаковом поле подмагничивания резонансные частоты идентичных

1775768

25

35 возникает взаимная связь и энергия сигнала, поступающего в 1-й канал передается во

2-ой канал, Ферритовые элементы остальные каналов находятся ы другом состоянии намагниченности и с элементами 1-го и 2-го каналов развязаны. Переключение осуществляется измене ием коммутации катушек таким образом, чтобы импульс тока одного направления подавался, например, на катушки 1-го и 3-го каналов и противоположного направления на другие катушки. В этом случае на рабочих частотах взаимосвязаны ферритовые элементы 1-го и 3-го каналов и мощность, поступающая в 1-й канал подается в 3-й канал. Использование запредельных участков позволяет обеспечить высокий уровень развязок. Путем соответствующей коммутации катушек можно осуществить взаимную связь любых двух плеч устройства, например, 2-ro и 3-го каналов и осуществлять деление мощности между необходимым числом каналов.

В отличие от известной конструкции, где для переключения требуется полное перемагничивание ферритовых элементов, определяющее необходимую для этого мощность управления, в предлагаемом решении работа осуществляется эа счет небольшого изменения результирующего магнитного поля, состоящего из поля смещения постоянного магнита и поля, создаваемого отдельной катушкой в виде одного или нескольких витков и требующей для своего перемагничивания меньшей мощности управления. Это дает возможность реализовать М-плечий переключатель на более высоких частотах по сравнению с известным и увеличить быстродействие.

Применение волнсводнаго M-плечего переключателя наряду со снижением мощности управления и увеличением быстродействия при коммутации мощности в антенно-фидерных трактах СВЧ и КВЧ позволяет проводить переключение не только в один из соседних каналов, как в M-плечих переключателях, выполненных на основе У-, Х-,. „

m-плечих циркуляторов, но и включать Rloбую пару каналов, канализируя мощность по присоединенным к ним трактам, а также осуществлять деление мощности на необходимое число каналов. Уменьшение мощности управления снижает вес и габариты устройства, что особенно важно для бортовой аппаратуры, Формула изобретения

1, M-плечий переключатель, содержащий М-плечее раэветвление прямоугольного волновода, М ферритовых элементов и магнитную систему, отличающийся тем, что, с целью уменьшения мощности управления и увеличения быстродействия, каждый ферритовый элемент размещен в соответствующем плече разветвления и расстояние между соседними ферритовыми элементами выбрано кратным нечетному числу четверти длины волны, а магнитная система выполнена в виде катушек, каждая иэ которых связана с соответствующим ферритовым элементом.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что, с целью увеличения развязок, плечи в области расположения ферритовых элементов выполнены в виде запредельных волноводов.

1775768

Составитель P.Àíäðååâà

Техред М.Моргентал Корректор А.Козориз

Редактор

Заказ 4037 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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