5Феритові пристрої НВЧ…………………………………………………. .11
5.1.Властивості феритів на НВЧ…………………………………………..11
5.2.Циркулятори ………………………………………………………… ..11
Питання для самоперевірки .

5 Феритові пристрої НВЧ
5.1.Властивості феритів на НВЧ.
5.2.Циркулятори.
1.Феритовим циркулятором називається багатополюсник в якому електромагнітні хвилі поширюються з одного плеча в інше тільки в певній послідовності. Наприклад в послідовності 1-2-3-1, тобто з першого плеча енергія може поступати в друге, з другого в третє і т. д. Циркулятор є невзаємним триполюсником.
При складанні матриці розсіювання ідеального трьохплечного циркулятора необхідно врахувати:
b2=s21a1 – передача з першого плеча в друге
b3=s32a2 –передача з другого плеча в третє
b1=s13a3 – передача з третього плеча в перше
s21=s32=s13=e-?? – вся енергія передається з одного плеча в інше,
де b1,b2, b3 – відбиті хвилі,
a1, a2, a3 – падаючі хвилі.
Отже S-матриця для ідеального циркулятора наступна:
0 0 1
S=ei? = 1 0 0
0 1 0
До основних параметрів циркулятора відносяться:
вносиме затухання А=-20lg|S21|;
розвязка між колами L=-20lg|S12|:
коефіцієнт стоячої хвилі СХ.;
робоча смуга частот.
Існує велика кількість конструкцій циркуляторів :поляризаційні ,фазові У-циркулятори і т.д..
1. Широкопоширений хвилевідний триплечий циркулятор мостового типу (Y-циркулятор), приведений на рис.5.1

Рис. 5.1 У - циркулятор
Основу його конструкції складає симетричний Y трійник на основі Н трійника, плечі якого напрямлені під кутом 120°.На його осі симетрії розташований ферит 4 з діелектричною втулкою 5, яка необхідна для покращення узгодження і розширення робочої смуги частот пристрою. Підмагнітуюче поле утворюється постійними магнітами, розміщеними зовні.
Якщо в трійнику не було б фериту, то хвиля Н10, поступивши в плече 1 поділиться порівну порівну між плечами 2 і 3.Але при наявності підмагніченого фериту можна так підібрати розмір шайби, втулки і напруженість підмагнічую чого поля,щоб забезпечити наступні умови при подачі енергії в плече1;
-пучність поля створюється біля плеча 2, в яке передається вся енергія.
-вузол поля створюється біля плеча 3 , в яке енергія не поступає.
Якісно пояснити цей ефект можна наступним чином: хвиля поступаюча з плеча 1 ділиться на дві частини шлях першої з них проходить в ізотропних матеріалах в результаті чого вона збуджує в плечах 2 і 3 хвилі з однаковими амплітудами і фазами.(внаслідок симетрії пристрою).Шлях другої хвилі частково проходить в фериті, при цьому швидкість її поширення в плече 2 (проти годинникової стрілки) і в плече 3 (за годинниковою стрілкою), завдяки властивостм ферита, виявляються різними. При відповідних умовах хвилі в плечі 2 виявляються в однакових фазах і додаються, а в плечі 3 – в протилежних фазах і гасять одна одну.
Типові значення параметрів Y - циркулятора наступні:прямі втрати порядку 0,1дБ, з розвязку між плечами 30дБ і СХ.=1,04.

2. Фазові циркулятори використовують властивість невзаємного фазового зсуву в фериті. На рис.5.2 схематично зображено фазовий феритовий циркулятор, який складається з двох подвійних хвилевідних приймачів і одного невзаємного фазоповертача з фазовим зсувом на ?.

Рис. 5.2
Енергія, яка поступає в плече і ділиться на дві рівні частини в подвійному прийому і синфазно виходить з пліч 2 і 4.Ці хвилі приходять до другого хвилевідного приймача будуть зсунуті на ? (цей зсув відбувається в фериті).Передача енергії в цьому випадку можлива тільки в плече 2 (тому що, коли коли в два плеча подвійного хвиле відного мостама , крім пліч Е та Н, подаються протифазні хвилі, то вони попадають в плече Е, а фазні – в плече Н). Аналогічно можна показати що циркуляція енергії проходить по схемі 1-2-3-4-1 (при цьому треба враховувати, що ферит є невзаємним елементом і при проходжені хвилі зліва направо, згідно рис. 5.2, відбувається зсув на ?, а при проходжені хвилі зліва направо – такий зсув не відбувається).