Державна освітня установа
Вищої професійної освіти
Саратовський державний технічний університет
імені Гагаріна Ю. А. Кафедра радіотехніки
Курсова робота
Проектування і розрахунок симетричного Y-циркулятора
З дисципліни:
«Пристрої НВЧ і антени»
виконав: студент гр. РТ - 41
Бекер Д.Е.
№ зач. книжки 0802622
Перевірив викладач: Дімітрюк А. А.
Саратов 2011 р
Теоретична частина
До пристроїв на ферритах відносяться фазові модулятори, циркулятори, перебудовувані фільтри НВЧ, що дозволяють розв'язати генератор від навантаження без великих втрат потужності, почергове переключення передавача на кілька антен, електричне сканування променем діаграми спрямованості антени і т.п.
У діапазоні НВЧ ферити не підкоряються принципу взаємності, т.е.
їх магнітні властивості «несиметричні» по відношенню до напрямів
поширення НВЧ-енергії. Ця властивість носить фундаментальний
характер і знаходить пояснення в «несиметричному» поведінці залежно
магнітної проникності від НВЧ-поля для різних напрямків
постійного подмагничивающего поля і його величини. Використовуючи цю «несиметричність» властивостей феритів, можна конструювати різні невзаємні СВЧ пристрої, засновані як на поглинанні СВЧ-енергії різному для різних напрямків поля, так і на навзамін фазовому зсуві, пов'язаним з несиметричним зміною магнітної проникності. Найбільш універсальними з пристроїв на ферритах є циркулятори і вентилі (навантажені циркулятори).
Циркулятор виконує функцію управління рухом потоку енергії.
Основна частина циркулятора - пасивне трехплечего зчленування, в якому і відбувається управління СВЧ-енергією. На рис. 1. представлений
циркулятор з напрямком циркуляції за годинниковою стрілкою. У трехплечном циркулятором (рис.1) енергія входить в плече 1, пройде без ослаблення в плече 2, якщо плече 2 погоджено з плечем 1. Аналогічно, тому циркулятор симетричний, енергія, що входить в плече 2, з дуже малим ослабленням вийде з плеча 3, але буде сильно ослаблена у плечі 1, причому ступінь ослаблення буде залежати від якості узгодження інших плечей. Зазвичай розв'язка між плечима становить 20 дБ при КСХН дорівнює 1,25.
Малюнок 1. Трехплечевой циркулятор
Тому основними параметрами, що визначають якість циркулятора, є втрати в прямому напрямку, зворотні втрати і КСХН.
Втрати в прямому напрямку називаються вносяться втратами, виражаються в децебеллах (це ступінь ослаблення сигналу при поширенні від одного плеча до наступного в напрямку пропускання).
Зворотні втрати - це ослаблення сигналу при поширенні від одного плеча до наступного за напрямку протилежному напрямку пропускання.
КСХН - це значення коефіцієнта, яке буде спостерігатися в будь-якому з плечей циркулятора, якщо решта плечі будуть навантажені на узгоджені опору. В даний час побудовані циркулятори і вентилі працюють в діапазоні від 100 МГц і вище з шириною смуги від 5 до 35%. Зазвичай, при виборі феромагнітного матеріалу як підкладку для Полоскова системи, розглядають наступні параметри:
. Намагніченість насичення. Це та точка, до якої загальний магнітний момент перестає наростати при подальшому збільшенні зовнішнього поля. Величину намагніченості насичення необхідно враховувати при виборі матеріалу для приладів, оскільки вона визначає нижчу робочу частоту фільтрів і обмежувачів. Приблизно можна вважати, що нижня робоча частота в (мегагерцах) дорівнює намагніченості насичення в (гаусах).
. Ширина лінії феромагнітного резонанса- визначає відносні втрати в фериті. Ширина лінії, вимірювана при феромагнітному резонансі, аналогічна ширині смуги пропускання за рівнем 3 дБ звичайного одноланкового фільтра. Ширина лінії феромагнітного резонансу сильно залежить від ступеня обробки поверхні матеріалу: чим краще полірування, тим вже лінія феромагнітного резонансу.
. Анізотропія - це властивість магнітних матеріалів, завдяки якому магнітні моменти прагнуть вишикуватися вздовж певної кристалічної осі. Вона зумовлює напрямок переважного намагнічування феромагнітного зразка.
. Температура точка Кюрі Т - величина, що визначає межу, за якою намагніченість зразка звертається в нуль.
