SE507124C2 - Cirkulator för frekvenser inom mikrovågsområdet och högre frekvensområden - Google Patents
Cirkulator för frekvenser inom mikrovågsområdet och högre frekvensområdenInfo
- Publication number
- SE507124C2 SE507124C2 SE9203790A SE9203790A SE507124C2 SE 507124 C2 SE507124 C2 SE 507124C2 SE 9203790 A SE9203790 A SE 9203790A SE 9203790 A SE9203790 A SE 9203790A SE 507124 C2 SE507124 C2 SE 507124C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- circulator
- sleeve
- ferrite material
- movable element
- piston
- Prior art date
Links
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
- H01P1/393—Circulators using Faraday rotators
Landscapes
- Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
Description
10
15
20
25
30
35
507 1:24
2
En mängd olika utförande av cirkulatorer'med ferritmaterial
är kända. Så kan som exempel hänvisas till en samman-
ställning över cirkulatorer av "junctiontyp" (knutpunkts-
cirkulatorer) i tidskriften Electronic Engineering,
September 1974, sidan 66-68. Gemensamt för dessa cirkulato-
rer är att kombinationer av ferritmaterial och dielektriska
material är placerade mellan en vågledares väggar. För
anpassning av cirkulatorns impedans till de anslutna
vågledarna är normalt också en impedanstransformator
placerad i anslutning till ferritmaterialet.
För att uppnå goda elektriska egenskaper i form av låg
inlänkningsdämpning och hög isolation i kombination med
stor bandbredd, ställs det bland annat stora krav på de
ingående komponenternas mekaniska mått och placering.
Speciellt viktigt är detta för signaler'i millimeterområdet
där komponenterna blir mycket små. Då det ofta är nöd-
vändigt att fixera komponenterna, används i stor utsträck-
ning limning, vilket gör efterföljande justeringar svåra
att utföra. Detta innebär också att monteringsarbetet vid
cirkulatorns tillverkning blir komplicerat och att felfre-
kvensen blir hög. Resultatet blir att cirkulatorn blir dyr
att tillverka.
Ett sätt att underlätta monteringsarbetet är att montera
ferritkomponenterna och de dielektriska materialen som ett
paket genom ett hål i vågledaren. Hålet försluts därefter
med en elektriskt ledande plugg som dels, genom en fläns,
har galvanisk förbindelse med vågledaren, dels pressar
paketet mot den motsatta vågledarväggen. En sådan typ av
cirkulator finns bland annat beskriven i Microwave Systems
News, vol.15, no.13, December 1985, sidan 104-105.
Nackdelen med denna cirkulator är emellertid att den endast
förenklar monteringen. Genom att pluggens fläns måste ha
kontakt med vågledaren är pluggens läge bestämt och därmed
10
15
20
25
30
35
507 124
3
avståndet mellan pluggens yta och motsatta vågledarväggen.
Eftersom en god termisk kontakt mellan paketet och vâgle-
darväggarna är väsentlig samtidigt som ferritmaterialet
lätt skadas av för högt mekaniskt tryck, måste man ställa
extrema måttkrav på såväl plugg som paket.
En ytterligare nackdel med de kända cirkulatorerna är att,
på grund av materialens olika längdutvidgningskoefficien-
ter, temperaturvariationer kan utsätta paketet för sådant
tryck att ferritmaterialet spricker'med upphörd cirkulator-
funktion som följd. Även motsatsen kan givetvis förekomma -
trycket upphör och en luftspalt uppkommer mellan paketet
och vågledarvägg/plugg varigenom prestanda allvarligt
påverkas.
Syftet med föreliggande uppfinning är därför att eliminera
ovannämnda problem genom en cirkulator där de ingående
komponenterna enkelt men med stor noggrannhet kan monteras
samtidigt som måttkraven på komponenterna blir rimliga utan
att de elektriska egenskaperna därmed försämras i alltför
hög grad. Dessutom skall cirkulatorn kunna användas inom
ett stort temperaturområde utan försämrade egenskaper eller
risk för mekaniska skador.
REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN
Ovannämnda syfte uppnås genom en cirkulator enligt före-
liggande uppfinning, vars kännetecken framgår av efter-
följande patentkrav 1.
FIGURBESKRIVNING
Figur 1 visar ett snitt genom en cirkulator enligt
uppfinningen.
Figur 2 visar motsvarande snitt genom ett alternativt
utförande av cirkulatorn.
10
15
20
25
30
35
507 124
FÖREDRAGEN UTr-*öRINGsFoRM
I det följande beskrivs med hänvisning till figur 1 ett
exempel på en fördelaktig utföringsform av en cirkulator
enligt uppfinningen. Cirkulatorn i exemplet är en 3-
portscirkulator. Portarna på en sådan cirkulator är
placerade regelbundet runt cirkulatorns periferi, 120°
ifrån varandra. Det i figuren visade snittet går genom en
av portarnas mittpunkt och cirkulatorns centrum.
Cirkulatorn omfattar två block, en överdel 1 och en
underdel 2. Dessa delar är sammanfogade genom ett inte
visat skruvförband. Från cirkulatorns centrumaxel 3 utgår
i underdelen radiellt tre spår med rektangulärt tvärsnitt.
De tre spåren är åtskilda 120% Tillsammans med överdelens
1 undersida bildar de tre spåren vågledare som utgör
cirkulatorns portar. I figuren anger referensen 4 en sådan
port. I cirkulatorns centrum bildar vågledarna ett utrymme
5. Detta utrymme kan ges olika form beroende på till-
verkningsmetod och önskade egenskaper hos cirkulatorn.
I underdelen 2 finns ett centrumhål i vilket ett rörligt
element med glidpassning kan röra sig. Det rörliga elemen-
tet är i figur 1 ritat som en kolv 6. Hålet och kolven har
i det visade exemplet cirkulär form men andra former är
möjliga att använda. Den från utrymmet 5 vända delen av
hålet har större diameter än den närmast utrymmet belägna
ändan. Hålet är genom ett på underdelen placerat lock 7
förslutet så att ett hålrum 8 bildas.
Kolven 6 är försedd med en fläns 9 mot vilken en fjäder 10
ligger an. Fjädern är hoptryckt genom att dess andra ända
stöder mot locket 7. Fjädern 10 pressar således kolven 6 i
riktning mot överdelen 1. Flänsen 9 begränsar också kolvens
rörelse så att den inte pressas ut genom hålet om ex-
empelvis överdelen skulle demonteras. Normalt befinner sig
dock inte flänsen i kontakt med underdelen. Den del av
10
15
20
25
30
35
*S07 124
5
kolven som sträcker sig in i utrymmet 5 tjänstgör som en
radiell transformator som genom lämpligt val av höjd och
diameter anpassar impedansen hos de till portarna anslutna
vågledarna till cirkulatorimpedansen. Galvanisk kontakt
mellan kolven och underdelen 2 sker dels mellan kolven och
hålet i underdelen, dels via fjädern 10 och locket 7.
På kolvens ovansida finns en förhöjning 11. Denna för-
höjning bestämmer med stor noggrannhet läget för en
tunnväggig hylsa 12 genom att hylsans innerdiameter
överensstämmer med förhöjningens diameter. Hylsan är
tillverkat av ett förhållandevis elastiskt, dielektriskt
material.
Inuti hylsan är två cylinderformade, puckliknande ferrit-
delar 13 och 14 placerade, separerade genom en likaledes
cylinderformad dielektrisk puck 15. Hylsans längd skall
därvid motsvara den sammanlagda höjden av förhöjningen 11,
ferritpuckarna 13 och 14 och den dielektriska pucken 15.
I ett utrymme i överdelen 1 finns en magnet 16 som till-
sammans med en i den ihåliga kolven 6 placerad magnet 17
åstadkommer ett magnetiskt flöde genom ferritpuckarna 13
och 14.
Genom anordningen enligt det ovan beskrivna utföringsexemp-
let blir monteringen av cirkulatorkomponenterna precis och
enkel att utföra. På kolvens 6 topp placeras hylsan 12 med
puckarna 13, 14 och 15. Hylsan och/eller puckarna kan för
att ytterligare underlätta monteringen limmas till kolvtop-
pen. Kolven med hylsan förs genom hålrummet 8 in i cirkula-
torn till dess att hylsans ovansida får kontakt med
överdelen 1. Fjädern 10 placeras på kolven och pressas ihop
genom att locket 7 monteras på underdelen 2.
10
15
20
25
30
35
507 124
6
Kolven pressar således puckarna mot överdelen varvid
mekanisk, och därmed också god termisk kontakt, uppnås
mellan överdel, puckar och kolv. Skulle på grund av
ofördelaktig toleranssammanlagring hylsans 12 övre ända
sträcka sig förbi ferritpucken 13, kommer hylsan, på grund
av att det tillverkats av ett elastiskt dielektriskt
material, genom fjäderkraften att deformeras något så att
även i det mest ogynnsamma fallet ferritpucken får kontakt
med överdelen 1. Vid motsatt toleransutfall kommer inte
hylsans ända att nå fram till överdelen, men detta saknar
ur funktionssynpunkt praktisk betydelse.
Vid temperaturvariationer kommer alla i cirkulatorn
ingående komponenter att förändra sina dimensioner i
förhållande till för respektive material gällande längd-
utvidgningskoefficienter. Förändringar i den för cirkula-
torns funktion kritiska kombinationen av ferritpuckar och
dielektriska.puckar kommer dock att tas upp och kompenseras
genom den fjäderbelastade kolvens 6 rörelse varigenom
tryckkrafterna på puckarna kommer att vara stabil. Detta
gör det möjligt att inom ett stort temperaturområde uppnå
fullgod cirkulatorfunktion och att säkerställa att ferrit-
puckarna inte utsätts för så stora påkänningar att de kan
förstöras.
Genom uppfinningen kan för låg- och medeleffekter, inom
temperaturområdet.-40°till +802 en inlänkningsdämpning för
cirkulatorn på 0,5 dB och en isolation mellan portarna på
typiskt 20 dB uppnås vid en relativ bandbredd på 10%.
Av figur 2 framgår en andra fördelaktig utföringsform av
uppfinningen. I figuren har de delar, vars funktion eller
utförande motsvarar de i den tidigare beskrivna cirkula-
torn, åsatts samma referensnummer som i figur 1.
10
15
20
25
30
35
[507 124
7
Cirkulatorn enligt figur 2 skiljer sig i vissa avseenden
från den tidigare beskrivna. Således är på överdelens 1
undersida anordnad en radiell transformator 18, försedd med
en förhöjning 19, som utgör styrning för den tunnväggiga
hylsan 12. I underdelen 2 har hålrummet 8 försetts med en
gänga 20 varigenom ett gängat lock 21 kan skruvas in i
hålrummet. På lockets insida är magneten 17, ett fjädrande
element 22 och ett. rörligt element 23 placerade. Det
fjädrande elementet 22 utgörs i detta utföringsexempel av
ett fjädrande material, exempelvis gummi, medan det rörliga
elementet 23 är utfört som en bricka eller platta, som med
glidpassning kan röra sig i underdelens 2 centrumhål. Den
del av brickan/plattan som sträcker sig in i utrymmet 5
tjänstgör också som en radiell transformator.
När locket 21 skruvas in i hålrummet 8 kommer således
locket att, via magneten 17 och det fjädrande materialet
22, trycka brickan/plattan 23 mot de ferritiska och
dielektriska puckarna på samma sätt som kolven 6 i den
tidigare beskrivna cirkulatorn. Trycket kan härvid ställas
in till önskat värde i beroende av hur långt locket 21
skruvas in i hålrummet 8. I det nu beskrivna utförandet av
cirkulatorn kommer dimensionsförändringar på grund av
temperaturvariationer att utjämnas genom att det fjädrande
materialet 22 komprimeras/expanderar.
Ovan har beskrivits ett par fördelaktiga utföringsformer av
uppfinningen. Andra utföringsformer är givetvis möjliga.
Således kan de ferritiska och dielektriska materialen ha
andra former än de nu beskrivna, exempelvis triangulära.
Det samma gäller även de radiella transformatorerna. Be-
roende på önskade elektriska egenskaper kan också för-
delning och placering av de olika materialen varieras. I
vissa tilllämpningar kan exempelvis de dielektriska
materialen (puckarna) utgå. Den tunnväggiga hylsans form
får därvid anpassas, men då hylsan primärt är avsedd att
10
15
5 0 7 1:24
8
hålla samman de olika ferritiska och dielektriska materia-
len, kan den i vissa tillämpningar utgå eller ersättas med
exempelvis limning. Fjädern, som i figur 1 ritats som en
spiralfjäder, kan givetvis vara av annan typ (t ex fjädran-
de bricka).
Överdelens undersida kan, som. visats i figur 2, vara
försedd med en radiell transformator, kompletterande den
transformator som utgörs av det rörliga elementet. Över-
delens transformator kan därvid vara fast eller utförd som
ett rörligt element, som till utförande och/eller funktion
motsvarar de ovan beskrivna.
Uppfinningen är inte begränsad till ovan beskrivna exempel
utan kan varieras inom ramen för de efterföljande patent-
kraven.
Claims (6)
1. Cirkulator för frekvenser inom mikrovågsområdet och högre frekvensområden avsedd för användning i system med vågledare och i vilken fasvridning sker med hjälp av ett i ett magnetfält placerat ferrítmaterial (13, 14) placerat mellan en första vågledarvägg (1) och ett i en, denna motstående, andra vågledarvägg (2) anordnat, rörligt element (6, 23), varvid det rörliga elementet (6, 23) trycks i riktning mot ferrítmaterialet genom inverkan av ett fjädrande element (10, 22), kännetecknat därav, att det rörliga elementets (6, 23) mot ferrítmaterialet vända ända är utformad som en. radíell transformator som anpassar vågledarnas impedanser till cirkulatorns impedans.
2. Cirkulator enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att ferrítmaterialet (13, 14) omges av en hylsa (12) av ett dielektriskt material, varvid hylsans läge bestäms av en till hylsans innermått anpassad förhöjning (11) på det rörliga elementet (6).
3. Cirkulator enligt patentkraven 1, kännetecknad därav, att ferrítmaterialet (13, 14) omges av en hylsa (12) av ett dielektriskt material, varvid hylsans läge bestäms av en till hylsans innermått anpassad förhöjning (19) på den första vågledarväggen (1).
4. Cirkulator enligt något av patentkrav 1-3, kännetecknad därav, att det fjädrande elementet (10) utgörs av en spiralfjäder. 507 124 10
5. Cirkulator enligt något av patentkrav 1-4, kännetecknad därav, att det rörliga elementet (6) är utformat att innehålla en magnet (17).
6. Cirkulator enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad därav, att ett rörligt element även är anordnat i den första vågledarväggen (1).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9203790A SE507124C2 (sv) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | Cirkulator för frekvenser inom mikrovågsområdet och högre frekvensområden |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9203790A SE507124C2 (sv) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | Cirkulator för frekvenser inom mikrovågsområdet och högre frekvensområden |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE9203790D0 SE9203790D0 (sv) | 1992-12-17 |
SE9203790L SE9203790L (sv) | 1994-06-18 |
SE507124C2 true SE507124C2 (sv) | 1998-04-06 |
Family
ID=20388144
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE9203790A SE507124C2 (sv) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | Cirkulator för frekvenser inom mikrovågsområdet och högre frekvensområden |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SE (1) | SE507124C2 (sv) |
-
1992
- 1992-12-17 SE SE9203790A patent/SE507124C2/sv not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE9203790L (sv) | 1994-06-18 |
SE9203790D0 (sv) | 1992-12-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2394391A (en) | Stable tuning device for high-frequency radio circuits | |
US6504445B1 (en) | Surface mountable low IMD circulator/isolator with a locking cover and assembly method | |
US8427254B2 (en) | Ferrite phase shifter and automatic matching apparatus | |
US20060244555A1 (en) | Electromagnetic relay | |
SE507124C2 (sv) | Cirkulator för frekvenser inom mikrovågsområdet och högre frekvensområden | |
EP1327282B1 (en) | Combiner for electromagnetic waves | |
FI97089C (sv) | Dielektrisk resonator | |
SE506598C2 (sv) | Cirkulator | |
US4500859A (en) | Filter for existing waveguide structures | |
JP7007855B2 (ja) | 力-距離制御されるメカニカルスイッチ | |
CA2392314C (en) | A device for coupling radio frequency energy from various transmission lines using variable impedance transmission lines | |
US6750730B2 (en) | Tuning arrangement for a microwave device | |
KR100556622B1 (ko) | 이동통신 시스템용 방향성 결합기 | |
US11011333B2 (en) | Force-distance controlled mechanical switch | |
US8358186B1 (en) | Impedance tuners with resonant probes | |
Muldavin et al. | Novel series and shunt MEMS switch geometries for X-band applications | |
US10193202B2 (en) | Switch for switchable attenuator and high frequency switchable attenuator | |
US11736084B2 (en) | Tunable electrical component having distributed-element circuit | |
US6771143B2 (en) | Device for coupling radio frequency energy from various transmission lines using variable impedance transmission lines | |
JP2006229658A (ja) | 可変移相器及び可変容量コンデンサ | |
CN115377631B (zh) | 一种射频mems开关 | |
KR100494569B1 (ko) | 비방사 유전체 도파관을 이용한 서큘레이터 | |
Meyer | Tunable narrow-band x-band bandpass filters | |
US20070109071A1 (en) | Self-supported strip line coupler | |
SE514407C2 (sv) | Elektrisk transmissionsanordning |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |