М-плечий переключатель Советский патент 1992 года по МПК H01P1/38 

гку. /.&&

1#л

Фиг. i

Предлагаемое устройство относится к ехнике СВЧ и КВН и может быть использовано в радиотехнической и измерительной аппаратуре.

Известны конструкции переключателей, включающие ферритовый резонатор в центре сочленения и магнитную систему. Однако мощность управления в этих конструкциях сравнительно велика.

Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является конструкция волноводного переключателя, которую можно реализовать на основе Y- циркулятора, содержащего магнитную систему и 3 ферритовых элемента. Конструкция удобна для настройки и имеет хорошие электродинамические характеристики (прямые, обратные потери, КСВн), однако для переключения требуется сравнительно большая величина мощности, рабочая область частот не превышает 100 ГГц. Переключение ограничено только соседними каналами.

Целью настоящего изобретения является уменьшение мощности управления, увеличение быстродействия устройства.

Дополнительной целью является воз- можность деления мощности сигнала на необходимое число каналов.

Цель изобретения достигается тем, что в известную конструкцию волноводно го М- плечего переключателя на основе т-развет- вления прямоугольного волновода, содержащего магнитную систему, m ферритовых элементов, ферритовые элементы разнесены из центра сочленения в плечи волноводов таким образом, что расстояние между соседними ферритовыми элементами составляет Я/4(2п+1), п 0,1,2,..., управление каждым ферритовым элементом раздельное, и волноводы в области расположения ферритовыхэлементов выполнены запредельными.

Зо счет разнесения ферритовых элементов из центра сочленения в плечи волноводов таким образом, что расстояние между соседними ферритовыми элементами определено величиной А/4 (2п+1), где п 0,1,2,..., и управление каждым ферритовым элементом раздельное, возможно деление мощности сигнала на необходимое число каналов. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается тем, что ферритовые элементы разнесены из центра сочленения в плечи волноводов таким образом, что расстояние между соседними ферритовыми элементами составляет А/4(2п+1), п 0,1,2управление каждым ферритовым элементом

осуществляется раздельно, и волноводы в области расположения ферритовых элементов выполнены запредельными.

Таким образом, заявляемый волноводный М-плечий переключатель соответствует критерию изобретения новизна.

Сравнение заявляемого устройства не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области тех0 ники не позволило выявить в них признаки, . отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию существенные отличия.

На фиг.1 приведена конструкция волно5 водного 3-плечего переключателя на основе Y-разветвления прямоугольного волновода 1 с тремя ферритовыми элементами 2; на фиг.2 представлена конструкция предлагаемого волноводного М-плечего переключателя

0 на основе m-разветвления прямоугольного волновода 1, содержащего m ферритовых элементов 2, в области расположения которых волноводы выполнены запредельными; на фиг.З показана конструкция магнитной

5 системы волноводного М-плечего переключателя, где 1 - m-разветвление прямоугольного волновода, 2-ферритовые элементы, 4 - постоянный магнит, 5 - катушки пере- магничивания с магнитными сердечника0 ми памяти 6. Все ферритовые элементы размещены в поле смещения постоянного магнита 4 (фиг.З), определяющего начальное нерабочее состояние переключателя. У каждого ферритового элемента 2 (фиг.З) имеется

5 катушка перема-ничивания 5 (фиг.З) в виде одного или нескольких витков с магнитным сердечником памяти 6 (фиг.З). Подключение катушек и изменение направления тока осуществляется схемой коммутации, обеспечи0 вающей раздельное управление каждой катушкой перемагничивания. В нерабочем состоянии мощность, поступающая из первого канала, отражается от входа устройства и частично распределяется между 2-ым, 35 им,...,т каналами. Включение осуществляется подачей импульса одновременно на все катушки при такой коммутации обмоток подмагничивания, что ток через катушки ферритовых элементов 1-го и 2-го каналов

0 пропускается в одном направлении, а через катушки остальных элементов в противоположном. Резонансная частота ферритовых элементов зависит от геометрических размеров, диэлектрической проницаемости ферри5 та и магнитной проницаемости, которая меняется в зависимости от поля подмагничивания. При одинаковом ноле подмагничивания резонансные частоты идентичных ферритовых элементов совпадают. При этом между элементами 1-го и 2-го каналов

возникает взаимная связь и энергия сигнала, поступающего в 1-й канал передается во 2-ой канал. Ферритовые элементы остальные каналов находятся и другом состоянии намагниченности и с элементами 1-го и 2-го каналов развязаны. Переключение осуществляется изменением коммутации катушек таким образом, чтобы импульс тока одного направления подавался, например, на катушки 1-го и 3-го каналов и противополож- ного направления на другие катушки. В этом случае на рабочих частотах взаимосвязаны ферритовые элементы 1-го и 3-го каналов и мощность, поступающая в 1-й канал подается в 3-й канал. Использование запредельных участков позволяет обеспечить высокий уровень развязок. Путем соответствующей коммутации катушек можно осуществить взаимную связь любых двух плеч устройства, например, 2-го и 3-го кана- лов и осуществлять деление мощности между необходимым числом каналов.

В отличие от известной конструкции, где для переключения требуется полное пе- ремагничивание ферритовых элементов, определяющее необходимую для этого мощность управления, в предлагаемом решении работа осуществляется за счет небольшого изменения результирующего магнитного поля, состоящего из поля сме- щения постоянного магнита и поля, создаваемого отдельной катушкой в виде одного или нескольких витков и требующей для своего перемагничивания меньшей мощности управления. Это дает возможность pea- лизовать М-плечий переключатель на более высоких частотах по сравнению с известным и увеличить быстродействие.

Применение волноводного М-плечего переключателя наряду со снижением мощности управления и увеличением быстродействия при коммутации мощности в антенно-фидерных трактах СВЧ и КВЧ позволяет проводить переключение не только а один из соседних каналов, как в М-плечих переключателях, выполненных на основе Y-, Х-

m-плечих циркуляторов, но и включать любую пару каналов, канализируя мощность по присоединенным к ним трактам, а также осуществлять деление мощности на необходимое число каналов. Уменьшение мощности управления снижает вес и габариты устройства, что особенно важно для бортовой аппаратуры.

Формула изобретения.

1. М-плечий переключатель, содержащий М-плечее разветвление прямоугольного волновода, М ферритовых элементов и магнитную систему, отличающийся тем, что, с целью уменьшения мощности управления и увеличения быстродействия, каждый ферритовый элемент размещен в соответствующем плече разветвления и расстояние между соседними ферритовыми элементами выбрано кратным нечетному числу четверти длины волны, а магнитная система выполнена в виде катушек, каждая из которых связана с соответствующим фер- ритовым элементом.

2. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что, с целью увеличения развязок, плечи в области расположения ферритовых элементов выполнены в виде запредельных волноводов.

/V

Волноводный М-плечий переключатель относится к технике СВЧ и может быть использован в радиотехнической аппаратуре для переключения или деления мощности на необходимое число каналов. Целью изобретения является уменьшение мощности управления и увеличение быстродействия. Переключатель содержит М-разветвление прямоугольного волновода 1, магнитную систему и М ферритовых элементов 2. Цель достигается разнесением из центра сочленения в плечи волноводов ферритовых элементов, при этом расстояние между соседними элементами выбрано кратным нечетному числу четверти длины волны, управление каждым ферритовым элементом раздельно осуществлено катушками с магнитными сердечниками памяти над каждым ферритовым элементом, расположенным а . запредельной части соответствующего пле- ,ча 3. 1 з.п.ф-лы. 3 ил. СО С 1 XJ XJ ел VJ о 00

fit/г 2

i

#0

Фиг.З