RU154476U1

RU154476U1 - WAVE FERRITE ATTENUATOR

Info

Publication number: RU154476U1
Application number: RU2015117855/28U
Authority: RU
Inventors: Вадим Иванович Добисов; Наталья Вячеславовна Растворова; Оксана Михайловна Терехова; Валентина Николаевна Лукина
Original assignee: Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова"
Priority date: 2015-05-12
Filing date: 2015-05-12
Publication date: 2015-08-27

Abstract

Волноводный ферритовый аттенюатор, содержащий отрезок прямоугольного волновода с расположенным внутри него ферритовым цилиндром и магнитную систему с катушкой, отличающийся тем, что в отрезке прямоугольного волновода дополнительно установлен второй ферритовый цилиндр, причем один из ферритовых цилиндров расположен справа, а другой - симметрично первому слева от плоскости, проходящей через средние линии широких стенок волновода в областях круговой поляризации магнитной составляющей электромагнитного поля СВЧ, ортогонально широким стенкам отрезка прямоугольного волновода.A waveguide ferrite attenuator comprising a segment of a rectangular waveguide with a ferrite cylinder located inside it and a magnetic system with a coil, characterized in that a second ferrite cylinder is additionally installed in the segment of the rectangular waveguide, one of the ferrite cylinders being located to the right and the other symmetrically to the first to the left of the plane passing through the midlines of the wide walls of the waveguide in areas of circular polarization of the magnetic component of the microwave electromagnetic field, orthogonally wide Tenko section of a rectangular waveguide.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к технике СВЧ и может быть использована в волноводных трактах для регулировки мощности.The proposed utility model relates to microwave technology and can be used in waveguide paths to adjust power.

Известны волноводные аттенюаторы (ослабители) проходящей мощности, содержащие волновод и перемещающуюся в нем диэлектрическую пластину с поглощающим слоем. (Лебедев И.В., техника и приборы СВЧ, т I, Изд. Высшая школа, Москва, 1970 г., § 8.4, стр. 248-251).Known waveguide attenuators (attenuators) of transmitted power, containing a waveguide and a moving dielectric plate with an absorbing layer. (Lebedev I.V., microwave equipment and devices, t I, Ed. Higher School, Moscow, 1970, § 8.4, pp. 248-251).

Их недостатки: низкий допустимый уровень мощности, ручная регулировка, высокий уровень шумов при механических воздействиях (вибрациях, ударах).Their disadvantages: low permissible power level, manual adjustment, high noise level during mechanical stress (vibration, shock).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является конструкция аттенюатора (А.Л. Микаэлян, Теория и применение ферритов на сверхвысоких частотах. Госэнергоиздат, Москва, 1963 г. стр. 622-623), содержащая прямоугольный волновод, ферритовый цилиндр и магнитную систему в виде катушки.The closest in technical essence to the proposed utility model is the design of the attenuator (A.L. Mikaelyan, Theory and application of ferrites at microwave frequencies. Gosenergoizdat, Moscow, 1963 p. 622-623), containing a rectangular waveguide, a ferrite cylinder and a magnetic system in the form of a coil.

Его недостатки состоят в узкой полосе частот в низком уровне допустимой мощности и большой протяженности в направлении оси волновода.Its disadvantages consist in a narrow frequency band in a low level of permissible power and a large length in the direction of the waveguide axis.

Задачей предлагаемого технического решения является: увеличение допустимого уровня мощности, расширение полосы частот, уменьшение продольного размера волноводного ферритового аттенюатора.The objective of the proposed technical solution is: increasing the permissible power level, expanding the frequency band, reducing the longitudinal size of the waveguide ferrite attenuator.

Технический эффект состоит в увеличении допустимого уровня мощности, расширении полосы частот.The technical effect consists in increasing the allowable power level, expanding the frequency band.

Сущность предполагаемого аттенюатора состоит в том, что он содержит прямоугольный волновод, ферритовый цилиндр и катушку намагничивания.The essence of the proposed attenuator is that it contains a rectangular waveguide, a ferrite cylinder and a magnetization coil.

Новым в предлагаемом аттенюаторе является то, что в отрезке прямоугольного волновода дополнительно установлен второй ферритовый цилиндр, причем один из ферритовых цилиндров расположен справа, а другой симметрично первому и слева от плоскости, проходящей через средние линии широких стенок волновода, в областях круговой поляризации магнитной составляющей электромагнитного поля СВЧ, ортогонально широким стенкам отрезка прямоугольного волновода.What is new in the proposed attenuator is that in the segment of the rectangular waveguide, a second ferrite cylinder is additionally installed, one of the ferrite cylinders being located to the right and the other symmetrically to the first and to the left of the plane passing through the middle lines of the wide walls of the waveguide in the areas of circular polarization of the magnetic component of the electromagnetic microwave fields orthogonal to the wide walls of a segment of a rectangular waveguide.

На фиг. приведено схематичное изображение предлагаемого волноводного ферритового аттенюатора.In FIG. a schematic representation of the proposed waveguide ferrite attenuator.

Волноводный ферритовый аттенюатор состоит из: отрезка прямоугольного волновода (1), двух ферритовых цилиндров (2), магнитной системы, содержащей катушку намагничивания (3) и магнитопровод (4).The waveguide ferrite attenuator consists of: a segment of a rectangular waveguide (1), two ferrite cylinders (2), a magnetic system containing a magnetization coil (3) and a magnetic circuit (4).

Волноводный ферритовый аттенюатор работает следующим образом: магнитная составляющая поля электромагнитной волны H₁₀, распространяющейся в прямоугольном волноводе, имеет встречные круговые поляризации слева и справа от плоскости, проходящей через средние линии широких стенок волновода. При этом магнитные проницаемости (µ) ферритов, намагниченных ортогонально плоскостям магнитной составляющей поля электромагнитной волны Ню, для встречных круговых или эллиптических поляризаций различны [А.Ф. Фокс, СЕ. Миллер, М.Т. Вейс. Свойства ферритов и их применение в диапазоне СВЧ. Москва, «Советское радио», 1956 г.]:The waveguide ferrite attenuator operates as follows: the magnetic component of the field of the electromagnetic wave H ₁₀ propagating in a rectangular waveguide has opposite circular polarizations to the left and right of the plane passing through the midlines of the wide walls of the waveguide. In this case, the magnetic permeabilities (μ) of ferrites magnetized orthogonally to the planes of the magnetic component of the field of the Nu electromagnetic wave are different for counter circular or elliptical polarizations [A.F. Fox, CE. Miller, M.T. Weiss. Properties of ferrites and their application in the microwave range. Moscow, "Soviet Radio", 1956]:

- для право поляризованной волны;

- for the right polarized wave;

- для лево поляризованной волны;

- for a left-polarized wave;

где µ₀ ^_ магнитная проницаемость свободного пространства;where µ ₀ ^{_ is the} magnetic permeability of free space;

M - намагниченность феррита;M is the magnetization of ferrite;

γ - отношение магнитного момента электрона к его механическому моменту;γ is the ratio of the magnetic moment of the electron to its mechanical moment;

ω₀ - частота прецессии электрона в постоянном магнитном поле;ω ₀ is the frequency of the precession of the electron in a constant magnetic field;

ω - рабочая частота настройки циркулятора.ω is the operating frequency of the circulator settings.

Поэтому ферритовые цилиндры, намагниченные в одном направлении, установленные симметрично слева и справа от плоскости, проходящей через средние линии широких стенок волновода, в областях левой и правой круговых поляризаций по разному воздействуют на симметричное поле электромагнитной волны H₁₀. Это приводит к возбуждению волны H₂₀, распространение которой в волноводе с размерами сечения оптимальными для волны H₁₀ не возможно.Therefore, ferrite cylinders magnetized in one direction, mounted symmetrically to the left and right of the plane passing through the midlines of the wide walls of the waveguide, act differently on the symmetric field of the electromagnetic wave H ₁₀ in the regions of left and right circular polarizations. This leads to the excitation of the H ₂₀ wave, the propagation of which in the waveguide with cross-sectional sizes optimal for the H ₁₀ wave is not possible.

Регулируя величину тока в катушке, и тем самым меняя намагниченность ферритовых цилиндров, можно менять степень преобразования волны H₁₀ в волну H₂₀ и тем самым менять степень ослабления проходящего сигнала аттенюатором.By adjusting the magnitude of the current in the coil, and thereby changing the magnetization of the ferrite cylinders, it is possible to change the degree of conversion of wave H ₁₀ into wave H ₂₀ and thereby change the degree of attenuation of the transmitted signal by the attenuator.

Увеличение допустимого уровня мощности в предлагаемом аттенюаторе достигается установкой двух ферритовых цилиндров в областях круговой поляризации магнитной составляющей поля волны H₁₀ -симметрично слева и справа от плоскости, проходящей через средние линии широких стенок волновода, то есть вне максимума напряженности электрической составляющей поля этой волны. Расширение полосы частот в предлагаемом аттенюаторе достигается за счет установки ферритовых цилиндров поперек прямоугольного волновода, вне зоны максимума электрической составляющей электромагнитной волны волны H₁₀, что влечет за собой незначительную дисперсию волны и является основой для получения широкой полосы рабочих частот аттенюатора.An increase in the allowable power level in the proposed attenuator is achieved by installing two ferrite cylinders in the regions of circular polarization of the magnetic component of the wave field H ₁₀ symmetrically to the left and right of the plane passing through the midlines of the wide walls of the waveguide, that is, outside the maximum electric field strength of this wave. The expansion of the frequency band in the proposed attenuator is achieved by installing ferrite cylinders across the rectangular waveguide, outside the zone of maximum electric component of the electromagnetic wave of wave H ₁₀ , which entails a slight dispersion of the wave and is the basis for obtaining a wide band of operating frequencies of the attenuator.

Claims

A waveguide ferrite attenuator comprising a segment of a rectangular waveguide with a ferrite cylinder located inside it and a magnetic system with a coil, characterized in that a second ferrite cylinder is additionally installed in the segment of the rectangular waveguide, one of the ferrite cylinders being located to the right and the other symmetrically to the first to the left of the plane passing through the midlines of the wide walls of the waveguide in areas of circular polarization of the magnetic component of the microwave electromagnetic field, orthogonally wide Tenko section of a rectangular waveguide.