PL62689B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 14.Y.1968 (P 126 945) 15.VIII.1971 62689 KI. 21 a4, 73 MKP H 01 p, 5/08 IltLIOTEKA Wspóltwórcy wynalazku: Zenon Krzycki, Wojciech Glogier Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk (Instytut Technologii Ele- tronowej), Warszawa (Polska) Mikrofalowy cyrkulator falowodowy Przedmiotem wynalazku jest mikrofalowy cyrku¬ lator falowodowy znajdujacy zastosowanie w urza¬ dzeniach mikrofalowych.Wsród istniejacych rodzajów cyrkulatorów fa¬ lowodowych najbardziej rozpowszechnione sa trzy ich rodzaje. Pierwszy, to cyrkulatory zbudowane na falowodzie kolowym, wykorzystujace zjawisko skrecania plaszczyzny polaryzacji fali przy przejs¬ ciu przez odcinek falowodu zawierajacy ferryt. Dru¬ gi rodzaj stanowia cyrkulatory zbudowane na fa¬ lowodzie prostokatnym, zawierajace nieodwracalne ferrytowe przesuwniki fazy i rozgalezienia hybry¬ dowe lub sprzegacze kierunkowe. Trzecie wresz¬ cie, to cyrkulatory rozgalezieniowe skladajace sie z rozgalezienia trzech lub wiekszej liczby falowodów prostokatnych, w którym ferryt wprowadza nieod¬ wracalne przemieszczenia rozkladu pola oraz z ele¬ mentów dopasowujacych, sluzacych do polepszenia parametrów uzytkowych, glównie rozszczepiajacych pasmo.Opisane cyrkulatory pracuja na ogól przy stalym polu magnesujacym ferryt. Zmiana zwrotu prze- magnesowania umozliwia odwrócenie kierunku cyr¬ kulacji. Wlasciwosc ta umozliwia budowe cyrkula¬ torów o przelaczalnym kierunku dzialania. Najlep¬ sze przy tym wlasciwosci elektryczne i mecha¬ niczne wykazuja cyrkulatory rozgalezieniowe, naj¬ wieksza natomiast wytrzymalosc mocowa wykazuja cyrkulatory fazowe. 30 Wymienione znane cyrkulafoory obarczone sa jednakze powaznymi niedogodnosciami. Wadami cyrkulatorów fazowych jest: ograniczona czestotli¬ wosc, waskie pasmo pracy, duze straty oraz duza wartosc wspólczynnika fali stojacej. Dochodzily do tego mala wytrzymalosc mocowa, niedogodnosc za¬ silania elektromagnesu, duze wymiary, zlozona i niewygodna konstrukcja. Wady te powodowaly, ze cyrkulatory fazowe sa zastosowane jedynie przy najwiekszych poziomach mocy.W zakresie mocy malych i srednich najodpowied¬ niejsze sa cyrkulatory rozgalezieniowe. Budowa ich laczy sie jednak z wieloma trudnosciami technicz¬ nymi wystepujacymi przy projektowaniu i uru¬ chomieniu a to dlatego, ze w praktyce nie udalo sie dotychczas okreslic zwiazków zachodzacych mie¬ dzy parametrami materialowymi oraz geometrycz¬ nymi ferrytu i struktury dopasowujacej a para¬ metrami uzytkowymi cyrkulatorów. Wynika stad koniecznosc stosowania materialów ferrytowych o duzej jednorodnosci, stalosci i powtarzalnosci pa¬ rametrów. Zestrajanie takich cyrkulatorów jest bardzo pracochlonne i mozliwe jedynie na drodze eksperymentalnej.Pod wzgledem szerokopasmowosci wlasciwosci cyrkulatorów rozgalezieniowych, jakkolwiek naj¬ lepsze sposród znanych rodzajów cyrkulatorów, nie sa jednak w^sltarczajace. Przy wspólczynniku fali stojacej nie przekraczajacym typowej wartosci 1,25 pokrywa!ja one zaledwie, w najlepszych przypad- 62 68962 3 kach polowe pasm pracy poszczególnych falowodów prostokatnych. W cyrkulatorach rozgalezieniowych element dopasowujacy, wykonywany na ogól w po¬ staci metalowej wkladki o ksztalcie plaskiego gra- niastoslupa o podstawie trójkatnej, nie ma mozli¬ wosci regulacji. Flunkcje spelniane przez wklafdke metalowa polegaja na jednoczesnym oddzialywaniu na impedancje rozgalezienia z ferrytem i dopaso¬ waniu d)o iimjpeldancji falowej falowodu.Polaczenie obu 'tych funkcji (powoduje, ze nie jest mozliwe wprowadzenie nawet niewielkich ko- rekit dopasowania wynikajacych :z niepowtarzalnosci parametrów materialowych ferrytów oraz niedo¬ kladnosci wykonania mechanicznego. iNie jest imoz- liwyim wiec takze ksztaltowanie charakterystyk czestotliwosciowych. Prowadzi to ido koniecznosci jednoczesnego optymalizowania parametrów za¬ równo struktury dopasowujacej, jak i ferrytu.Celem wynalazku jesit itaki cyrkulator folowodo- wy, który dzialalby w pelnych pasmach falowodów prostokatnych, umozliwialby wprowadzenie latwej korekcji jego charakterystyk czestotliwosciowych, bylby malo wrazliwy na zmiany parametrów ma¬ terialowych ferrytów oraz aby charakteryzowal sie stosunkowo niskimi kosztami wytwarzania.Wytyczony cel osiagniety zostal w mikrofalowym cyrkulatorze falowodowym wedlug niniejszego wy- 'nalazku, a to dzieki temu, ze falowodami stanowia¬ cymi -rozgalezienie sa falowody grzbietowe, wew¬ natrz których, na przecieciu ich osi, osadzony jest slupek ferrytowy umieszczony w dielektrycznej tulei, a w kazdym z ramion irozgalezieniia znajduje sie dopasowujaca wkladka grzbietowa.Korzyscia techniczna z wynalazku jest zmniej¬ szenie wplywu niestalosci parametrów materialo¬ wych ferrytu, lecz przede wszystkim mozliwosc latwej zmiany charakterystyk czestotliwosciowych przy pomocy -zmiany jedynie wymiarów lub ksztal¬ tu dopasowujacych wkladek grzbietowych.Blizsze objasnienia istoty wynalazku dokonane zostanie przy omówieniiu przykladowego wykona¬ nia cyrkulaitora (pokazanego na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia cyrkulator w widoku z góry z czesciowym wykrojem, a fig. 2 przedstawia prze¬ krój ipo linii A — Az fig. 1.Przykladowe wykonanie pokazane na fig. 1 i fig. 2 dotyczy cyrkulatora trójramiennego. Cyrkulator 689 4 wedlug wynalazku sklada sie z rozgalezienia falo¬ wodów grzbietowych utworzonego w korpusie 1 stanowiacego rozgalezienie falowodów prostokat¬ nych. Wewnatrz kazdego falowodu umieszczone sa B wkladki grzbietowe 4 oraz wkladka dopasowujace 5. Wewnatrz cyrkulatora, na przecieciu osi falo¬ wodów osadzony jest slup ferrytowy 2 umieszczony w dielektrycznej tulei 3. iSlujpek fenrytowy 2 moze byc o prizekroju kolowym iluib wielobocznym o ilosci 10 boków odpowiadajacych liczbie ramion cyrkula¬ tora. Slupek 2 znajduje sie w stalym polu magne¬ tycznym wytwarzanym przez .magnesy 6.Korpus 1 irozgalezienia wraz z Wkladkami grzbie¬ towymi 4 [tworzy rozgalezienie falowodów grzbie- 15 towych, natomiast wkladki 5 spelniaja role trans¬ formatorów impedancji i rodzajiu, dopasowujacych impedancje .rozgalezienia zawierajacego slupek fer¬ rytowy 2 iz tuleja dielektryczna 3 do impedancji falowej falowodu prostokatnego. Wkladki dopaso- 20 wujace 5 sluza nie tylko do iprzystosowania cyr¬ kulatora wykonanego na falowodzie grzbietowym do wspólpracy z najczesciej stosowanymi falowo¬ dami prostokatnymi, lecz takze poprawiaja parame¬ try elektryczne cyrkulatora. Wkladki dopasowujace 2g 5 wykonane sa w ksztalcie jednego lub wiekszej liczby prostopadloscianów i tworza transformator jedno lub wieloschodkowy.Zamiast dwóch wkladek 4 i 5 mozliwym jest równiez stosowanie jednej wklaidki majacej na przyiklajd Iksztal klina i 'tworzacej wówczas tak zwane przejscie ciagle z falowodu grzbietowego na falowód prostokatny. Wkladka moze takze stanowic element .dopasowujacy przy przejsciu z falowodu grzbietowego na dowolny inny rodzaj falowodu. 35 Zastosowanie cyrkulatora wedlug wynalazku i poslugiwanie sie nim nie odbiega od innych zna¬ nych urzadzen mikrofalowych tego rodzaju. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenie patentowe 40 Mikrofalowy cyrkulator falowodowy skladajs^cy sie z rozgalezienia falowodów prostokatnych znamien¬ ny tym, ze falowodami stanowiacymi irozgalezienie sa falowody grzbietowe (4), wewnatrz których, na przecieciu ich osi, osadzony jest slupek ferrytowy 45 (2) umieszczony w dielektrycznej tulei (3), a w kaz¬ dym z ramion rozgalezienia znajduje sie grzbieto¬ wa wkladka dopasowujaca (5).KI. 21 a4, 73 62 689

2. MKP H 01 p, 5/08

3. - r 0 1 \ V ^ k. W fig. 1 Fig. 2 PL PL