RU2601278C1 - Y-циркулятор - Google Patents
Y-циркулятор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2601278C1 RU2601278C1 RU2015141050/28A RU2015141050A RU2601278C1 RU 2601278 C1 RU2601278 C1 RU 2601278C1 RU 2015141050/28 A RU2015141050/28 A RU 2015141050/28A RU 2015141050 A RU2015141050 A RU 2015141050A RU 2601278 C1 RU2601278 C1 RU 2601278C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waveguide
- ferrite
- circulator
- branch
- inserts
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/32—Non-reciprocal transmission devices
- H01P1/38—Circulators
Landscapes
- Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
Abstract
Предлагаемое изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в волноводных трактах передатчиков, приемников, антенн РЛС для направленной передачи электромагнитных волн. Y-циркулятор содержит симметричное трехплечное волноводное Y-разветвление в Н-плоскости, три ферритовых вкладыша, соосно установленных на противоположных широких стенках волноводного Y-разветвления, в области круговой поляризации, и магнитную систему. Технический эффект предлагаемого изобретения состоит в расширении рабочей полосы частот и увеличении электропрочности Y-циркулятора. Для расширении рабочей полосы частот и увеличения электропрочности Y-циркулятора все ферритовые вкладыши выполнены в виде двух трехгранных равносторонних ферритовых призм и ориентированы одной боковой гранью ортогонально плоскостям симметрии Y-разветвления к его центру. 1 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в волноводных трактах передатчиков, приемников, антенн РЛС для направленной передачи электромагнитных волн.
Известны конструкции Y-циркуляторов [М.В. Вамберский, В.П. Абрамов, В.И. Казанцев. Конструирование ферритовых развязывающих приборов СВЧ. Москва, «Радио и связь», 1982 г., § 2.3, стр. 47-57, рис. 2.9-2.16], содержащие симметричное трехплечное волноводное Y-разветвление в Н-плоскости, круглый цилиндрический ферритовый вкладыш, размещенный строго по центру разветвления, и магнитную систему. Их недостаток - низкая электропрочность, что определяется размещением ферритового вкладыша в максимуме электромагнитного поля в Y-разветвлении и увеличении его концентрации за счет большой диэлектрической проницаемости феррита (ε≈12÷14).
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является конструкция Y-циркулятора [RU 106987 U1, опубликован: 27.07.2011, Н01Р 1/38], содержащая симметричное трехплечное волноводное разветвление в Н-плоскости, ферритовый вкладыш, выполненный в виде двух круглых цилиндрических ферритовых дисков, и магнитную систему, причем в трехплечном волноводном разветвлении дополнительно установлены два ферритовых вкладыша, причем любые два ферритовых вкладыша размещены симметрично относительно расположенной между ними плоскости симметрии трехплечного волноводного разветвления в Н-плоскости, а диаметры дисков ферритовых вкладышей выбираются из условия: , где - диаметры ферритовых дисков; а' - расстояние плоскостей круговой поляризации магнитного поля от узких стенок волновода.
Недостатком такой конструкции Y-циркулятора является узкая полоса рабочих частот, что определяется резким изменением диэлектрической проницаемости на границе воздух (ε=1) - феррит (ε≈12÷14) (при воздушном заполнении волноводного Y-разветвления).
Задачей предлагаемого изобретения является достижение возможности расширения рабочей полосы частот Y-циркулятора.
Технический эффект предлагаемого изобретения состоит в расширении рабочей полосы частот и увеличении электропрочности Y-циркулятора.
Сущность предлагаемого Y-циркулятора состоит в том, что он содержит симметричное трехплечное волноводное Y-разветвление в Н-плоскости, три ферритовых вкладыша, соосно установленных на противоположных широких стенках волноводного Y-разветвления, в области круговой поляризации, и магнитную систему.
Новым в предлагаемом Y-циркуляторе является то, что все ферритовые вкладыши выполнены в виде двух трехгранных равносторонних ферритовых призм и ориентированы одной боковой гранью ортогонально плоскостям симметрии Y-разветвления к его центру.
На фиг. приведено схематичное изображение предлагаемого Y-циркулятора.
Y-циркулятор состоит из: симметричного трехплечного волноводного Y-разветвления (6) в Н-плоскости, образованного первым волноводным каналом (1), вторым волноводным каналом (2), третьим волноводным каналом (3), трех ферритовых вкладышей, каждый из которых выполнен в виде двух трехгранных равносторонних ферритовых призм (4), установленных на противоположных широких стенках волноводного Y-разветвления, и магнитной системы (5).
Y-циркулятор работает следующим образом: поле волны Н10, возбужденной в одном из волноводных каналов Y-циркулятора, например в первом волноводном канале (1), достигнув симметричного трехплечного волноводного Y-разветвления (6), возбуждает во втором волноводном канале (2) и в третьем волноводном канале (3) первичные волны Н10. В силу симметрии трехплечного волноводного Y-разветвления (6) эти волны равны по амплитуде и синфазны. В то же время симметричное расширение трехплечного волноводного Y-разветвления (6) увеличивает размер его поперечного сечения, что обуславливает возможность существования волны Н20. Одновременно с этим волна Н10, пришедшая из первого волноводного канала (1), возбуждает намагниченные в одном направлении трехгранные равносторонние ферритовые призмы (4). Но магнитная составляющая СВЧ поля волны Н10 слева и справа от оси симметрии волноводного канала имеет встречную круговую поляризацию, это приводит к тому, что магнитная проницаемость намагниченных в одном направлении левого и правого ферритовых вкладышей различна (одна больше µ/µ0=1, другая меньше µ/µ0=1). Это влияет на симметричное поле волны Н10 таким образом, что в трехплечном волноводном Y-разветвлении (6) возбуждается вторичная волна Н20, которая в свою очередь противофазно, но с равными амплитудами возбуждает второй волноводный канал (2) и третий волноводный канал (3).
Регулируя напряженность постоянного магнитного поля магнитной системы (5), намагничивающей трехгранные равносторонние ферритовые призмы (4), можно добиться равенства амплитуд первичной и вторичной волн и синфазности первичной и вторичной волн, например, во втором волноводном канале (2), при этом энергия волны, возбужденной в первом волноводном канале (1), будет полностью передаваться во второй волноводный канал (2). Одновременно с этим первичная и вторичная волны в третьем волноводном канале (3) будут противофазны и будут компенсировать друг друга. Это обеспечит развязку третьего волноводного канала (3), т.е. энергия волны, возбужденной в первом волноводном канале (1), не будет передаваться в третий волноводный канал (3).
Симметрия разветвления Y-циркулятора обуславливает передачу волны, возбужденной во втором волноводном канале (2), в третий волноводный канал (3) и передачу волны, возбужденной в третьем волноводном канале (3), в первый волноводный канал (1). Т.е. одному и тому же направлению намагничивающего поля соответствует последовательность передачи электромагнитной энергии из канала в канал 1→2→3→1. При изменении направления намагничивающего поля на противоположное передача энергии поменяется на обратное - 1→3→2→1.
В предлагаемой конструкции Y-циркулятора расширению полосы рабочих частот способствует изменение конфигурации ферритовых вкладышей - постепенное увеличение сечения от боковых ребер трехгранных равносторонних ферритовых призм к их центру, и неполное заполнение волновода по высоте ферритовыми вкладышами. Это влечет за собой уменьшение эффективной диэлектрической проницаемости вкладышей и ее плавное изменение от боковых ребер к центру трехгранных равносторонних ферритовых призм. Трехгранные равносторонние ферритовые призмы, установленные в области круговой поляризации, на периферии трехплечного волноводного Y-разветвления, перераспределяют напряженность электромагнитного поля в нем, снижая его концентрацию в центре Y-разветвления, тем самым увеличивая его электропрочность. Неполное заполнение волноводного Y-разветвления по высоте ферритовыми вкладышами улучшает теплоотдачу (теплоотвод) от ферритовых деталей, что повышает тепловую и электрическую прочности Y-циркулятора при высоких значениях мощности.
Claims (1)
- Y-циркулятор, содержащий симметричное трехплечное волноводное Y-разветвление в H-плоскости, три ферритовых вкладыша, соосно установленных на противоположных широких стенках волноводного Y-разветвления, в области круговой поляризации, и магнитную систему, отличающийся тем, что каждый из ферритовых вкладышей выполнен в виде двух трехгранных равносторонних ферритовых призм и ориентирован одной боковой гранью ортогонально плоскостям симметрии Y-разветвления к его центру.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015141050/28A RU2601278C1 (ru) | 2015-09-25 | 2015-09-25 | Y-циркулятор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015141050/28A RU2601278C1 (ru) | 2015-09-25 | 2015-09-25 | Y-циркулятор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2601278C1 true RU2601278C1 (ru) | 2016-10-27 |
Family
ID=57216504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015141050/28A RU2601278C1 (ru) | 2015-09-25 | 2015-09-25 | Y-циркулятор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2601278C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107994306A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-05-04 | 北京无线电测量研究所 | 一种双层中心导体同轴高功率铁氧体环行器 |
RU2698544C1 (ru) * | 2018-08-30 | 2019-08-28 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Волноводный ферритовый переключатель с магнитной памятью |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1591129A1 (de) * | 1966-11-02 | 1970-08-20 | Fujitsu Ltd | Y-Zirkulator |
SU389464A1 (ru) * | 1972-01-24 | 1973-07-05 | Б. И. Шевцов, В. С. Жилков , И. Ф. Демь нков Харьковский институт радиоэлектроники | УСТРОЙСТВО дл ИЗМЕРЕНИЯ ПАДАЮЩЕЙ МОЩНОСТИ СВЧ |
DE2401188A1 (de) * | 1973-04-17 | 1974-10-24 | Inst Fuer Nachrichtentechnik | Y-zirkulator in streifenleiterbauweise |
RU153042U1 (ru) * | 2014-06-03 | 2015-06-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики металлов им.М.Н.Михеева Уральского отделения Российской академии наук (ИФМ УрО РАН) | Y-циркулятор с цилиндрическим вкладышем из магнитного материала |
RU154065U1 (ru) * | 2015-03-17 | 2015-08-10 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Y-циркулятор |
-
2015
- 2015-09-25 RU RU2015141050/28A patent/RU2601278C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1591129A1 (de) * | 1966-11-02 | 1970-08-20 | Fujitsu Ltd | Y-Zirkulator |
SU389464A1 (ru) * | 1972-01-24 | 1973-07-05 | Б. И. Шевцов, В. С. Жилков , И. Ф. Демь нков Харьковский институт радиоэлектроники | УСТРОЙСТВО дл ИЗМЕРЕНИЯ ПАДАЮЩЕЙ МОЩНОСТИ СВЧ |
DE2401188A1 (de) * | 1973-04-17 | 1974-10-24 | Inst Fuer Nachrichtentechnik | Y-zirkulator in streifenleiterbauweise |
RU153042U1 (ru) * | 2014-06-03 | 2015-06-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики металлов им.М.Н.Михеева Уральского отделения Российской академии наук (ИФМ УрО РАН) | Y-циркулятор с цилиндрическим вкладышем из магнитного материала |
RU154065U1 (ru) * | 2015-03-17 | 2015-08-10 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Y-циркулятор |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107994306A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-05-04 | 北京无线电测量研究所 | 一种双层中心导体同轴高功率铁氧体环行器 |
RU2698544C1 (ru) * | 2018-08-30 | 2019-08-28 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Волноводный ферритовый переключатель с магнитной памятью |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kodera et al. | Integrated leaky-wave antenna–duplexer/diplexer using CRLH uniform ferrite-loaded open waveguide | |
Liang et al. | Orbital angular momentum (OAM) generation by cylinder dielectric resonator antenna for future wireless communications | |
RU2601278C1 (ru) | Y-циркулятор | |
US9577477B2 (en) | Power transmission apparatus and method, and resonance device used therein | |
CN204577606U (zh) | 一种天线及通信设备 | |
RU184831U1 (ru) | Волноводный двойной тройник | |
RU154065U1 (ru) | Y-циркулятор | |
RU2606518C1 (ru) | Т-циркулятор | |
RU106041U1 (ru) | Т-циркулятор | |
RU2601277C1 (ru) | Т-циркулятор | |
Guo et al. | A novel two-way TM01 mode combiner for high power microwave applications | |
RU192642U1 (ru) | Двойной волноводный тройник | |
RU104781U1 (ru) | Y-циркулятор | |
Armaki et al. | A new profile for metal post circular waveguide polarizer | |
RU106987U1 (ru) | Y-циркулятор | |
Kiris et al. | Three-way substrate integrated waveguide (SIW) power divider design | |
RU154476U1 (ru) | Волноводный ферритовый аттенюатор | |
RU176239U1 (ru) | Волноводный щелевой мост | |
EP3312933B1 (en) | Microwave phase shifter | |
Wang et al. | Radiation mechanism and polarization properties of leaky coaxial cables | |
RU2433511C2 (ru) | Переключатель свч | |
RU153042U1 (ru) | Y-циркулятор с цилиндрическим вкладышем из магнитного материала | |
Deng et al. | Effect of peak power enhancement of ferrite phase shifter from full-height to increased-height rectangular waveguide | |
Fahad et al. | Tri-band linear to circular polarization converter based on transmissive metasurfaces | |
Jawad et al. | Bandwidth optimisation for semiconductor junction circulators |