Фазовращатель Советский патент 1988 года по МПК H01P1/18 

ю

4

00

оо

,

Изобретение относится к опторадиотех- нике, в частности к управляемым фазовращателям проходного типа, и может быть использовано при разработке трактов активных фазированных решеток, а также передающих и измерительных систем СВЧ с фазовой модуляцией.

Цель изобретения - снижение потерь и увеличение проходной мощности.

На чертеже схематично изображен фазовращатель.

Устройство содержит отрезок 1 прямоугольного волновода, диэлектрическую пластину 2, сегнетоэлектрическую пленку 3, отрезок 4 коаксиальной линии, управляющий элемент 5 в виде лазера, два короткоотвода тепла от сегнетоэлектрической пленки 3 диэлектриком из бериллиевой керамики диэлектрическая проницаемость и температура пленки 3 возвращается в исходное состояние, соответствующее состоянию

5 спонтанной поляризации: и . Резкий рост е с приближением к точке Кюри связан с увеличением «податливости кристалла ТГС по отношению к изменению поляризации, т. е. к тем смещениям

10 ионов, которые приводят к изменению структуры при фазовом переходе.

В зависимости от вида схемы управления лазера фазовращатель может работать в двух режимах: при импульсном

.., „ „ „..„, , „„ ..управлении лазера - в дискретном, при

замкнутых соосных полых цилиндра 6 и 7, непрерывном (плавно-меняющаяся интенсив- рассеивающую линзу 8.ность потока излучения) - в аналоговом.

Фазовращатель работает следующим об-Время нагрева ТГС от Тмин (20°С) до

разом.Тмакс (40°С) составляет единицы и десятки

Электромагнитная волна Ею-типа посту-наносекунд. Объясняется это тем, что петпает на вход отрезка 1 и затем про- 20 гистерезиса, получаемые на кристаллах никает в фазосдвигающую структуру, обра-ТГС, обладают исключительно высокой прязованную пластиной 2 из диэлектрика с повышенной теплопроводностью (в данном случае из бериллиевой керамики) и сегнетоэлектрической пленки 3 (здесь тригли- цинсульфат (ТГС). В нормальных условиях 25 при комнатной температуре 20°С диэлекмоугольностью. Перегрева пленки при таких температурах не наблюдается, а отсутствие напряжения на пленке исключает появления пьезоэффекта.

трическая проницаемость триглицинсульфа- та равна приблизительно 80. При включении элемента 5 поток излучения , проходя через отверстия четвертьволнового отрезка коаксиальной линии, выполненного в виде двух короткозамкнутых полых цилиндров 6 и 7, представляющих «ловушку для СВЧ-то- ков, проникающих через отверстие в стенке отрезка 1, и далее, рассеиваясь линзой

Формула изобретения

30

Фазовращатель, содержащий отрезок прямоугольного волновода, на одной из узких стенок которого установлена диэлектрическая пластина, на свободной поверхности которой нанесена сегнетоэлектричес- кая пленка, а в другой узкой стенке напротив сегнетоэлектрической пленки выпадает на сегнетоэлектрическую пленку 3.полнено отверстие, соосно которому вне При нагревании сегнетоэлектрической плен- отрезка прямоугольного волновода располо- ки 3 лучом лазера до 49°С, соответствую-жен четвертьволновой отрезок коаксиальной щей точки Кюри триглицинсульфата, в нос- линии, управляющий элемент, отличающийся

тем, что, с целью снижения потерь и увеличения проходной мощности, в качестве электрика из спонтанной поляризации (по- 40 материала сегнетоэлектрической пленки выб- лярная фаза) в состояние, в которомран триглицинсульфат, отрезок коаксиальной

спонтанная поляризация отсутствует (не-линии образован двумя короткозамкнутыми

соосными полыми цилиндрами, управляющий элемент выполнен в виде лазера, расположенного вне отрезка прямоугольного волновода, причем его оптическая ось совпадает с осью отверстий, выполненных в основании короткозамкнутых соосных полых цилиндров, и с осью отрезка коаксиальной линии, при этом в отверстии в узкой зового набега проходящей волны. При вы- „ стенке отрезка прямоугольного волновода ключении лазера за счет эффективногоустановлена введенная рассеивающая линза.

ледней исчезает спонтанная поляризация,- т. е. происходит фазовый переход сегнетоспонтанная фаза). Величина спонтанной поляризации сильно изменяется с температурой вблизи фазового перехода.

При Тмакс 40°С диэлектрическая прони- цаемость . Это приводит к изменению постоянной распространения электромагнитной волны в отрезке 1, а следовательно, к изменению на выходе отрезка фаотвода тепла от сегнетоэлектрической пленки 3 диэлектриком из бериллиевой керамики диэлектрическая проницаемость и температура пленки 3 возвращается в исходное состояние, соответствующее состоянию

спонтанной поляризации: и . Резкий рост е с приближением к точке Кюри связан с увеличением «податливости кристалла ТГС по отношению к изменению поляризации, т. е. к тем смещениям

ионов, которые приводят к изменению структуры при фазовом переходе.

В зависимости от вида схемы управления лазера фазовращатель может работать в двух режимах: при импульсном

гистерезиса, получаемые на кристаллах ТГС, обладают исключительно высокой прямоугольностью. Перегрева пленки при таких температурах не наблюдается, а отсутствие напряжения на пленке исключает появления пьезоэффекта.

Формула изобретения

Изобретение относится к опторадио- технике. Цель изобретения - снижение потерь и увеличение нроходной мощности. Фазовращатель содержит отрезок 1 прямоугольного волновода, диэлектрическую пластину 2, сегнетоэлектрическую пленку 3, отрезок 4 коаксиальной линии, образованный двумя короткозамкнутыми соосными полыми цилиндрами 6 и 7, управляюндий эл-т. выполненный в виде лазера 5, и рассеивающую линзу 8. Электромагнитная волна типа ЕЮ поступает на вход отрезка 1 и затем проникает в фазосдвигающую структуру, образованную пластиной 2 и пленкой 3. При включении лазера 5 поток излучения проходит через отверстия отрезка 4, цилиндры 6 и 7 которого представляют «ловушку для СВЧ-токов, проникающих через отверстие в стенке отрезка 1. Далее этот поток, рассеиваясь линзой 8, падает на пленку 3, в которой при нагреве исчезает спонтанная поляризация (СП), т. е. происходит фазовый переход сегнетоэлек- трика из СП (полярная фаза) в состояние, при котором СП отсутствует (неспонтанная фаза). Величина СП сильно изменяется с температурой вблизи фазового перехода. При импульсном управлении лазером 5 фазовращатель работает в дискретном режиме, а при непрерывном - в аналоговом. 1 ил. (Л