Вентили, построенные на смещении поля

Эффект смещения поля в феррите конечных поперечных размеров состоит в том, что при некоторой напряженности Н₀ внешнего подмагни- чивающего поля из феррита вытесняется волна, у которой высокочастотное ЭМП правополяризовано, и концентрируется волна, у которой ЭМП левополяризовано.

Вентили на смещении поля представляют собой (рис. 2.22) отрезок прямоугольного волновода, в котором на расстоянии d « 0,25а от узкой стенки расположена довольно толстая ферритовая пластина (t« 0,15а), покрытая с одной стороны поглощающим слоем (поглощающей пластиной). Ферритовая пластина помещена в поперечное ЭМП, создаваемое постоянным магнитом.

Рис. 2.22. Конструкция вентиля со смещением поля

Рис. 2.23. Структура электрического поля прямой и обратной волны

Величину напряженности Н₀ постоянного ЭМП подбирают таким образом, чтобы получить структуру электрического поля прямой и обратной волны типа Ню (рис. 2.23).

ИЗ

Поскольку ферритовая пластина расположена справа и при этом

Ма ^< М^а ’ ^то феррит мало влияет на структуру электромагнитного поля

®

прямой (падающей) волны П.

о

Для обратной (отраженной) волны П ферритовая пластина расположена слева, а так как р* < р~, то ЭМП смещается в сторону феррита и энергия ЭМП рассеивается в поглощающем слое. Таким образом, вентиль пропускает ЭМВ только в одном направлении.

Как было отмечено выше (см. подпараграф 2.3.1) для очень тонких ферритовых пластинок максимальное значение дифференциального фазового сдвига получается при расположении пластинки на расстоянии d * 0,25а от узкой стенки.

При увеличении толщины пластинки для получения такого же максимального дифференциального сдвига необходимо сдвигать пластинку ближе к узкой стенке. При заданных подмагничивающем поле и характеристиках феррита можно найти такую толщину пластины, которая обеспечит максимум сдвига при расположении возле узкой стенки.

Достоинства вентиля, реализованного на смещении поля:

• • прост в изготовлении и настройке;
• • магнитная система проще и легче, чем у резонансного вентиля, поскольку для возникновения эффекта смещения поля требуется меньшая напряженность внешнего подмагничивающего поля Я₀;
• • рабочая полоса частот - — = 20...30 %;

/о

• • затухание - а₀ = 18.. .20 дБ;
• • вносимые потери - а_п = 0,5... 1 дБ;
• • хорошее согласование с волноводным трактом -К_с= 1,1... 1,3;
• • вентильное соотношение В * 100;

Недостаток - мощность рассеяния в тонкой поглощающей пластине невелика и составляет 10... 15 Вт.