PL230917B1 - Cyrkulator - Google Patents

Abstract

Cyrkulator czteroramienny składający się z dwóch cyrkulatorów trójramiennych charakteryzujący się tym, że linia paskowa (1) łącząca dwa cyrkulatory trójramienne (3) przechodzi przez transformator pola elektromagnetycznego (2) wykonany z materiału dielektrycznego.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem zgłoszenia jest cyrkulator przeznaczony głównie do układów nadawczo-odbiorczych stacji radiolokacyjnych.

Wynalazek należy do dziedziny elektronika.

Cyrkulatory paskowe są szeroko stosowane w technice radiolokacyjnej, pomiarowej lub systemach radiokomunikacyjnych. Zastosowanie układu cyrkulatora zmniejsza niekorzystne odbicia, powodowane przez niedopasowanie elementów toru mikrofalowego, wpływające na zniekształcanie mikrofalowego sygnału wejściowego. Ponadto cyrkulatory stosowane w układach nadawczo-odbiorczych pozwalają zastosować jedną antenę zarówno do nadawania, jak i odbioru sygnału.

W znanej literaturze „Microwave circulator design” D. K. Linkhart i „Teoria i zastosowania ferrytów” R. F. Soohoo, przedstawione są rozwiązania cyrkulatorów trójramiennych, które ze względu na swoją konstrukcję pozwalają na cyrkulację sygnału wejściowego do dwóch pozostałych ramion.

Znany jest z polskiego patentu nr 200877, w którym paskowy cyrkulator ferrytowy zawiera dodatkową linię paskową rozwartą na końcu dołączoną do co najmniej jednej z linii paskowych cyrkulatora. Rozwiązanie takie, zwiększa jednak wymiary i wagę cyrkulatora oraz znacząco komplikuje wykonanie konstrukcji pod względem konieczności bardzo dużej dokładności odwzorowania metalowych pasków. Dla pewnych zastosowań korzystnym rozwiązaniem jest zastosowanie konstrukcji 4-ramiennej.

Znany ze stanu techniki czteroramienny cyrkulator jest zazwyczaj połączeniem dwóch cyrkulatorów trójramiennych umieszczonych we wspólnej obudowie. Linia paskowa łącząca cyrkulatory ma ściśle dobraną impedancję i długość elektryczną.

Kluczowym punktem struktury cyrkulatora 4-ramienego jest miejsce połączenia ramion dwóch cyrkulatorów. Dzięki odpowiedniemu zaprojektowaniu połączenia cyrkulatorów możliwe jest uzyskanie szerokiego pasma pracy urządzenia. Zazwyczaj stosuje się transformatory paskowe w postaci pojedynczego odcinka linii o długości zbliżonej do długość fali.

Znany z polskiego patentu nr 210046, w którym zastosowano połączenie dwóch cyrkulatorów paskowych poprzez zastosowanie linii paskowej rozwartej na końcu, która dołączona jest w połowie długości linii paskowej łączącej dwa cyrkulatory. Rozwiązanie takie pozwala zwiększyć dopasowanie i separację cyrkulatorów, jednakże zwiększa wymiary i wagę urządzenia. Nie pozwala ponadto na strojenie parametrów cyrkulatora.

Celem wynalazku jest stworzenie cyrkulatora, którego budowa pozwala uzyskać odpowiednią kompensację fazy sygnału wyjściowego w stosunku do sygnału na wejściu cyrkulatora. Dodatkową zaletą cyrkulatora według wynalazku jest jego niewielka masa i znacznie mniejsze gabaryty od stosowanych obecnie cyrkulatorów.

Istotą wynalazku jest cyrkulator czteroramienny składający się z dwóch cyrkulatorów trójramiennych charakteryzujący się tym, że linia paskowa łącząca dwa cyrkulatory trójramienne przechodzi przez transformator pola elektromagnetycznego, który wykonany jest z materiału dielektrycznego.

Korzystnie, gdy transformator jest elementem dostrojczym parametrów elektrycznych cyrkulatora. Dostrajanie cyrkulatora polega na zmianie wymiarów geometrycznych transformatora dielektrycznego. Modyfikacji wymiarów dokonuje się w celu uzyskania zakładanej separacji (odpowiedniego sfazowania sygnałów wejściowych oraz wyjściowych) między poszczególnymi ramionami cyrkulatora.

Korzystnie, gdy transformator jest podporą linii paskowej.

Wynalazek został bliżej objaśniony na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia przekrój poprzeczny czteroramiennego cyrkulatora ferrytowego, fig. 2 przedstawia widok z góry wnętrza cyrkulatora z transformatorem dielektrycznym, a fig. 3 widok transformatora dielektrycznego i linii paskowej.

W przykładzie wykonania czteroramienny cyrkulator umieszczony w obudowie 5 zawiera elementy ferrytowe 3 spolaryzowane stałym polem magnetycznym wytworzonym w zespołach magnesów 4. Cyrkulator składa się z dwóch cyrkulatorów trójramiennych. Sygnał doprowadzany jest do cyrkulatora poprzez jedno ze złączy X1, X2, X3, X4. Do linii paskowej 1, która łączy dwa cyrkulatory trójramienne, w połowie jej długości zastosowano transformator 2 (wykonany z teflonu). Linia paskowa 1 przechodzi przez transformator 2. Poprzez precyzyjne dobranie odpowiedniej długości transformatora 2 (w przykładzie wykonania 2 mm) uzyskano kompensację fazy sygnału wyjściowego w stosunku do sygnału na wejściu cyrkulatora na poziomie ± 5°, efekt sfazowania sygnału wy względem we jest widoczny poprzez sprawdzanie parametru tzw. separacji między we a wy, który jest poniżej 20 dB. W przykładzie wykonania transformator 2 ma kształt prostopadłościanu i stanowi podporę linii paskowej 1.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Cyrkulator czteroramienny składający się z dwóch cyrkulatorów trójramiennych, znamienny tym, że linia paskowa (1) łącząca dwa cyrkulatory trójramienne (3) przechodzi przez transformator pola elektromagnetycznego (2) wykonany z materiału dielektrycznego.
2. 2. Cyrkulator według zastrz. 1, znamienny tym, że transformator (2) jest elementem dostrojczym parametrów elektrycznych cyrkulatora.
3. 3. Cyrkulator według zastrz. 1 i 2, znamienny tym, że transformator (2) jest podporą linii paskowej (1).