Циркуляторы

Циркуляторы Y- и X- типа. Различие в подмагниченных ферритах фазовых скоростей волн, для которых направления вращения вектора противоположны, позволяет создать простые по устройству, компактные трех- и четырехплечевые циркуляторы (рис. 2.5). Они представляют собой торцевое соединение трех (четырех) полосковых линий или волноводов в плоскости Н под углом 120° (90°). В центре соединения устанавливается ферритовый диск 5, находящийся в постоянном поле дискового магнита 6.

Рис.2.5. Υ-и Χ-циркуляторы: а,б – конструкция; в - Χ-циркулятор на основе Υ-циркуляторов; г- применение Χ-циркулятора

Принцип работы волновых циркуляторов поясним с помощью рис. 2.5, а. Волна Н₁₀, поступающая на вход циркулятора по волноводу 1, преобразуется в области феррита в две волны, которые обегают диск навстречу друг другу, одна по часовой стрелке, другая против нее. Направления вращения вектора образовавшихся волн противоположны (в точках А и В), поэтому их фазовые скорости при подмагничивании феррита однородным полем Н₀, различны: . Параметры феррита и напряженности поля подбирают так, чтобы обе волны приходили к волноводу 2 в фазе, а к волноводу 3 в противофазе. При этом электромагнитная энергия будет поступать из волновода 1 в волновод 2 и не попадать в волновод 3. Аналогичным образом поясняется прохождение энергии из плеча 2 в плечо 3, из плеча 3 в плечо 1 и принцип работы четырехплечевого X- циркулятора (рис. 2.5, б). Заметим, что X- циркуляторы могут быть получены также соединением двух Y- циркуляторов (рис. 2.5, в). Потери циркуляторов в прямом направлении составляют 0,15…0,5 дБ, в обратном (развязка) – свыше 20…30 дБ.

Циркуляторы, в частности, используются для развязки приемника от передатчика при работе на одну антенну и для подключения (рис. 2.5, г) входных малошумящих усилителей (МШУ). Циркуляторы с изменяемым направлением подмагничивающего поля могут использоваться как переключатели на два канала. Подключая к одному из плеч Y- циркулятора согласованную нагрузку, получают вентиль.