Высокочастотный трансформатор

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтсиин

Социапистическин

Респубпик ()930398 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)»«>«о 05.11.80(21) 3000895/24-07 (51}М. Кл. с присоединением заявки Ph (23) Приоритет

Н 01 F 19/Отт

3Ъсударсткнный камнтет

СССР (53) УЛК621.314. .2г62 l. 315,5 (088. 8 ) ао аелам нэабретеннй н аткрытнй

Опубликовано 23.05.82. Бюллетень Ж 19

Дата опубликования описания 25. 05 .82 (72) Автор изобретения

Л. В. Лау ри на ви чюс

Ордена Трудового Красного Знамени инстит т физики полупроводников АН Литовской СС .

1 (711 Заявитель (54) ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ТРАНСфОРИАТОР

Изобретение относится к высокочастотной технике передачи сигналов в частности к устройствам высокочастотных трансформаторов с вентйльными свойствами, и может найти применение в радиотехнике, технике связи, измерительной технике, а также в научноисследовательской аппаратуре.

Известные невзаимные устройства содержат замагниченный сердечник-резонатор в виде полупроводниковой пластины и две обмотки, расположенные на сердечнике 1J

Однако такие устройства не облада15 ют вентильными свойствами.

Более близким по существу являет. ся устройство, обладающее вентильными свойствами. Оно содержит замагничен" ный сердечник в виде квадратной полупроводниковой пластины с высокой по;-движностью носителей заряДа, две обмотки, расположенные на сердечнике под углом близким к прямому, начальные выводы которых соединены один с другим через активное сопротивление, а конечные - накоротко Г2 g.

Основным недостатком такого высокочастотного трансформатора является сложная настройка и конструкция. Для выполнения условий компенсации ВЧ колебаний в обратном направлении пере- дачи (с целью придания вентильных свойств трансформатору) необходимо установить величину постоянного магнитного поля, . величину активного сопротивления и угол между обеими обмотками. Индукция постоянного магнитного поля В определяется из условия размерного резонанса геликонных волн в плоско-параллельной полупроводниковой пластине. Однако из-эа волноводного эффекта,.в зависимости от точности обработки полупроводниковой пластины, из-за наличия градиента концентрации электронов в полупроводниковом монокристалле и т.д. индукция постоянного магнитного поля отличается от расчитан4 нал подается между начальным выводом 2 обмотки 2.1-2.2 и конечным выводом 3 обмотки 3.1-3.2. Выходной сигнал снимается с обмотки 3. 1-3.2.

Принцип действия данного высокочастотного трансформатора основан на размерном резонансе электромагнитных магнитоплазменных геликонных волн в полупроводнике: > ко.m В

П где - частота размерного резонанса, n - -концентрация носителей зарядов в полупроводнике, У - заряд электрона - диэлектрическая проницаемость о вакуума, Tn = 1,2,3... Рассчитав индуктивности обмоток 2.1-2.2, 3.1-3.2 (в соответствии с волновым сопротивлением нагрузки, рабочей частотой) получаем, что токи в обеих обмотках

2.1-2.2 и 3.1- 3.2 равны по величине и сдвинуты по фазе на 90 . Поскольку обмотки расположены ортогонально, на правления токов в пространстве так-! о I же отличаются на 90 . Таким образом, токи в катушках создают в области, где поля обмоток пересекаются, маг,нитное поле, имеющее круговую поляри,зацию. Замена входа и выхода местами изменяет и направление круговой поляризации ВЧ магнитного поля в области, где поля обмоток скрещены. Поскольку в области пересечения полей в помещен полупроводниковый сердечник и перпендикулярно плоскости поляризации создано постоянное магнитное поле.В, получается трансформатор ! с вентильными свойствами. Меняя величину постоянного магнитного поля, можно реализовать условия размерного резонанса гели конных волн. П ри этом

ВЧ сигнал с направлением циркулярной поляризации, совпадающей с направлением циклотронного вращения электронов, взаимодействует с полупроводником, а сигнал с противоположным направлением циркулярной поляризации

"обыкновенная" волна с обраэцомвзаимодействовать не будет. ВЧ сигнал через высокочастотный трансформатор, в зависимости от направления циркулярной поляризации передается от входа к выходу или поглощается в обратном направлении передачи.

Использование предлагаемого устройства позволяет упростить конструкцию и. настройку трансформатора. формула изобретения

Высокочастотный трансформатор, содержащий первичную и вторичную об3 930398 ной и подбирается при точной настройке. Угол между обмотками и величину сопротивления точно расчитать сложно..

Практически эти величины подбираются экспериментально. Необходимость регулировки угла между осями обмоток ос" ложняет и конструкцию трансформатора.

Для этого необходимо корректирующее устройство обеспечивающее возможность такой регулировки угла. Активное со- 1ð противление вносит потери мощности сигнала. Применение корректирующего устройства и активного сопротивления увеличивает материальные затраты и затраты труда на настройку. 15

Цель изобретения - упрощение настройки и конструкции трансформатора .

Поставленная цель достигается тем, что обмотки высокочастотного трансформатора расположены ортогонально и со единены с магнитопроводом магнитной системы, свободный вывод другой обмотки - с входной клеммой, а средняя точка обмоток - с выходной клеммой.

На фиг. 1 показан предлагаемый высокочастотный трансформатор; на фиг. 2 — схема l34 трансформатора.

Высокочастотный трансформатор состоит из плоскопараллельного сердечника 1 фиг. 1 толщиною с3 =

Л

36 где Х вЂ” длина геликонной волны, изготовленного из изотропного полупроводника с высокой подвижностью носителей заряда (например, и -3nSb

Са„н, „ е .Сердечник пол33 ностью покрыт двумя обмотками 2.1-2.2 и 3.1-3.2, расположенными перпендикулярно одна к другой, и помещен между полюсами 4 и 5 магнитной системы. Магнитопровод магнитной системы выполнен

1 в аиде тела вращения и состоит из нескольких цилиндрических частей 6-8, которые соединены при помощи резьбы.

Сердечник с обмотками 2.1-2.2 и

3.1-3.2 помещен в магнитную систему

45 с регулируемым зазором, что позволяет плавно менять индукцию постоянного магнитного поля между полюсами 4 и 5. Постоянное магнитное поле направлено перпендикулярно большим плоскостям полупроводникового сердечни M ка 1. На цилиндрической поверхности части 7 магнитной системы установлены клеммы 9 и 10 для ввода и вывода ВЧ си гна.па.

На фи r. 2 изображена схема включе-. ния обмоток ВЧ трансформатора. Упомянутые обмотки 2.1-2.2 и 3. 1-3.2 соединены последовательно. Входной ВЧ сиг5 930398 содЪржащий первичную и вторичную об- соединен с общей клеммой, свободный д и мотки, расположенные на сердечнике вывод другой обмотки - с вхо ной в виде пластины из монокристалличес- клеммой, а средняя точка обмотки " кого полупроводника с высокой подвиж- с выходной клеммой ° ностью носителей заряда, расположенной между полюсами магнитной системы, Источники информации, отличающийся тем, что, принятые во внимание при экспертизе с целью упрощения настройки и кон- 1. Литовский физический сборник, струкции, обмотки расположены ортого- 1968, 11 3. нально и соединены последовательно, в 2. Авторское свидетельство ИСР . причем свободный вывод одной обмотки h 254601, кл. Н 01 F 19/04, 1968.

930398

Корректор Е °

Подписное

Составитель И. ЯкимеН

РеВактор Д, Козориз := хре6Л. Пекарь

3ак:, 343 ., Я Тираж 758

БН!4ИПЙ Государственного комитета CCCP по делан изобретений и открытий

l1)03 Москва И-)5 Раушская наб., g, 4/g

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4