Ограничитель мощности

 

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ и может быть использован в электронной промышленности. Цель изобретения - увеличение входной средней мощности и динамического диапазона ферритового ограничителя мощности. Это достигается выполнением ферритового вкладыша ограничителя в виде набора отдельных прямоугольных призм из материала с разной величиной ширины линии спиновых волн, состыкованных соосно между собой и согласующими скосами определенным образом - боковые грани призм образуют с продольной осью прямоугольного волновода в Н-плоскости угол ±(30 - 60^o), длина призм в направлении распространения волны кратна половине длины волны в феррите, а ширина линии спиновых волн материала призм уменьшается по направлению распространения волны. 2 ил.

Изобретение относится к радиолокации и может использоваться в качестве защитного устройства приемника от воздействия сигналов большой мощности в СВЧ- и КВЧ-диапазонах. Цель изобретения увеличение входной средней мощности и динамического диапазона. На фиг.1 и 2 показана конструкция ограничителя, продольный разрез соответственно в Н- и Е-плоскости волновода. Ограничитель мощности содержит отрезок прямоугольного волновода 1, в котором по продольной оси 00' размещен ферритовый вкладыш 2 постоянного прямоугольного сечения с согласующими скосами 3, 3', намагниченный перпендикулярно Н-плоскости полем Н (Н<Н) создаваемым магнитной системой 4. Отрезок прямоугольного участка 5 и волноводных переходов 6, 6', образующих вход I и выход II прибора. Ферритовый вкладыш 2 частично заполняет запредельный участок 5 отрезка прямоугольного волновода 1 по ширине и полностью по высоте. Ферритовый вкладыш 2 выполнен из набора элементов в виде четырехугольных прямых призм r_i (i=1,2,N), состыкованных соосно друг с другом и с согласующими скосами 3, 3' боковыми гранями 8, образующими с продольной осью 00' отрезка прямоугольного волновода в Н-плоскости угол α=±(30 60^o). Каждая последующая по направлению распространения волны призма выполнена из материала с меньшей шириной линии спиновых волн, чем предыдущая, а длина каждой призмы в направлении распространения волны кратна половине длины волны в феррите. Ограничитель мощности работает следующим образом. Электромагнитная волна Н₁₀, поступившая на вход 1, проходит через согласующий скос 3, концентрируется в ферритовом вкладыше 2 и передается по нему как по диэлектрическому волноводу в сторону выхода II. Когда мощность входного сигнала превышает пороговую мощность Р_порi какой-либо призмы, пропорциональную квадрату ширины спиновых волн ΔH²_k, то в ней возбуждаются спиновые волны, приводящие к дополнительному поглощению сигнала, а следовательно, ограничению. Поскольку ΔH²_k в призмах уменьшается в направлении от входа к выходу, то при сравнительно небольшой входной мощности срабатывают призмы, установленные на выходе. При последующем увеличении входной мощности дополнительное поглощение имеет место в призмах, составляющих среднюю часть вкладыша, а при максимальной входной мощности срабатывают все призмы. Поглощение энергии сигнала сопровождается нагреванием призм. Равномерное распределение поглощаемой мощности по длине вкладыша имеет место, когда ΔH_k уменьшается в призмах в соответствии с соотношением: P_вх-P_пор1≈-P_пор1-P_пор2 ≈.P_порN-1-P_порN≈P_вх-P_порN/N; P_пор1~(ΔH_k)²_l, где i порядковый номер призмы от входа к выходу. Положительные эффекты в предложенном ограничителе мощности достигаются, во-первых, благодаря уменьшению в составном ферритовом вкладыше по сравнению с монолитным теплоупругих напряжений. Во-вторых, благодаря равномерному распределению в неоднородном ферритовом вкладыше по его длине поглощаемой мощности, исключающей локальный перегрев и насыщение нелинейной активности входного участка. В-третьих, благодаря формированию динамического диапазона устройства в виде суммы динамических диапазонов призм. При этом особенности взаимного сопряжения призм, их форма, размеры исключают отражение падающей волны на стыках (за счет взаимной компенсации) и возбуждение высших типов волн, а изготовление призм и вкладыша в целом является технологичным.

Формула изобретения

Ограничитель мощности, содержащий отрезок прямоугольного волновода, центральная часть которого выполнена запредельной и в котором на продольной оси между широкими стенками размещен намагниченный перпендикулярно H-плоскости ферритовый вкладыш прямоугольного сечения с согласующими скосами, отличающийся тем, что, с целью увеличения входной средней мощности и динамического диапазона, ферритовый вкладыш выполнен из набора элементов в виде четырехугольных прямых призм, состыкованных боковыми гранями соосно одна с другой, а крайние с согласующими скосами, при этом боковые грани призм образуют с продольной осью отрезка прямоугольного волновода в H-плоскости угол ±(30 60^o), каждая последующая по направлению распространения волны призма выполнена из материала с меньшей шириной линии спиновых волн, чем предыдущая, а длина каждой призмы в направлении распространения волны кратна половине длины волны в феррите.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 29-2000

Извещение опубликовано: 20.10.2000        

---