9 / 11
9
В прототипе (рис.2а,б) отсутствует механизм возбуждения ПФВ,
поэтому прототип не может иметь произвольное число каналов и не
может обеспечить низкий уровень вносимых потерь и широкую полосу
частот.
Ниже описывается работа СВЧ циркулятора в режиме объёмной
волны.
При возбуждении одного из волноводных каналов, например
I
(см.
рис. 5а), СВЧ сигнал, при заданной ориентации магнитного поля
магнитом (п.2), распространяется в направлении
I → II → III → I.
Циркуляция сигнала обеспечивается дипольной структурой поля,
возбужденной в ферритовом резонаторе (рис.4, п.4), которая является
результатом вращения в разных направлениях резонансных типов
колебаний вокруг оси 00
`
. Цилиндрическое углубление, диаметр
которого превышает диаметр ферритового образца на не менее чем
0,02 λ
0
, а глубиной не более чем 0,25 λ
0
, нарушает условие
возбуждения паразитных магнитостатических типов волн, что
обеспечивает снижение уровня вносимых электромагнитных потерь.
Прототип (см. рис.2б), по сравнению с описываемым циркулятором,
имеет повышенный уровень вносимых потерь. Последнее связано с
тем, что в прототипе существует контакт между боковой поверхностью
ферритового образца и внутренней проводящей поверхностью
картриджа (рис.2б, п.4), что, как известно, приводит к возбуждению
магнитостатических типов волн, являющихся в нашем случае
паразитными колебаниями.
Введение углубления (рис.4, п.12) величиной не более чем 0,25 λ
0
,
обеспечивает увеличение расщепления частот резонансных
вращающихся типов колебаний в связи с увеличением разности
оптимальных фаз между ними. Последнее связано с введением
разных плоскостей отражения для «правых» (дно углубления п.12) и
«левых» (большое основание усеченного конуса п.18) вращающихся
резонансных типов колебаний. Известно (см.
Fay C.E., Comstock R.L.
“Operation of the Ferrite Junction Circulator”. IEEE Trans. MTT-13, 1965, № 1, pp.15-
27.),
что увеличение расщепления резонансных типов колебаний
приводит к расширению рабочей полосы частот циркулятора.
Сужение, хотя бы одной из широких стенок, плавно (рис.5а, п.13),
ступенчато (рис.5б, п.14) или по другому закону (рис.5с, п. 15, рис.3, п.