2. Определение размеров ферритовой пластины. Поперечные размеры пластины 2т п п (рис. 14.4) наряду с Хо определяют погонные потери (прямые и обратные) и вентильное отношение. С другой стороны, выбор этих размеров зависит от теплового режима, на который влияют в свою очередь как погонные потери, так и уровни проходящей и отраженной мощности.

Ширину пластины 2т обычно выбирают в пределах (0,2 -7- 0,4) а, причем чем больше уровень мощности, тем шире должна быть пластина.

Толщину пластины п выбирают в пределах (0,05 0,\) Ь, причем чем выше уровень средней мощности, тем меньше должна быть п.

Рис. 14.5. Конструктивная схема резонансного вентиля в коньковом коаксиальном волноводе

Длину пластины определяют, исходя из требуемого уровня (в первую очередь) обратных и прямых потерь. Обычно длина равна (1 2) kg, где - длина волны в волноводе, соответствующая >.о- При этом получают обратные потери Log > 20 дБ и прямые - L = 0,5 -ь 1 дБ во всем диапазоне рабочих частот. После выбора размеров пластины следует провести расчет ее теплового режима и в случае необходимости внести коррекцию в ее размеры. В вентилях дециметрового диапазона длин,-волн, работающих на ВУМ, ферритовые вкладыши обычно состоят из последовательности отдельных элемтов длиной 20-40 мм, которые припаивают к волноводу друг за другом. Такая конструкция позволяет уменьшать механические напряжения, возникающие из-за различия в температурных коэффициентах расширения феррита и материала волновода.

3. Согласование вентиля. Если пластины достаточно тонкие, обычно не надо принимать специальные меры по согласованию прибора. При необходимости могут быть использованы либо плавные скосы ферритовой пластины по толщине, либо ступенчатое уменьшение размеров к ее концам.

4. Расчет магнитной системы вентиля. Значение внешнего подмагничивающего поля определяют по выражению (14.7).

В области дециметровых волн на среднем и высоком уровнях мощности иногда целесообразно применять резонансные вентили, выполненные на основе конькового коаксиального волновода (рис. 14.5), поперечное сечение которого представляет собой коаксиальную линию с металлической перегородкой ( конько.м ) между наружным и внутренним проводниками. Такую конструкцию особенно целесообразно использовать в тех случаях, когда фидерный тракт передатчика выполнен на основе коаксиального волновода. В этом случае сравнительно просто может быть сделан переход от коаксиального к коньковому коаксиальному волноводу. В первом приближении коньковую коаксиальную линию можно рассматривать как свернутый в кольцо прямоугольный волновод. Поэтому большинство общих соотношений и рекомендаций для вентиля в прямоугольном волноводе справедливы и в этом случае.

Так же как и в прямоугольном волноводе, в коньковом коаксиальном волноводе имеются две поверхности, соответствующие круговой поляризации вектора СВЧ магнитного поля. Эти поверхности криволинейные и определяются уравнением

ig{Q/2)2kcP/Vi2n/Xr--k;, (14.8)

где 9 - угол, отсчитываемый от металлической перегородки; р - текущий радиус; d < 2р < Z); = 2л/К^р; К^р - критическая длина волны конькового коаксиального волновода, может быть определена из отношения:

kcD-ig{kcD/2) M-tg(M/2) jg

\+kaDig{kaDl2) l-bMtg(M2)

Геометрические размеры конькового коаксиального волновода целесообразно выбирать таким образом, чтобы положение поверхности круговой поляризации у наружного

14* 419

проводника располагалось под углом 90 относительно перегородки. В этом случае в коньковом коаксиальном волноводе можно расположить две ферритовые пластины при одном и том же направлении подмагничивающего поля (рис. 14.5). В реальных конструкциях d обычно выбирают в пределах (0,3 -н 0,33) Яо, а D определяют из совместного решения (14.8) при е =90°, 2р = = Z) и (14.9).

Переход на коаксиальный волновод может быть плавным или ступенчатым. Конструкция плавного перехода показана на рис. 14.5. Длина перехода в этом случае равна К/2, а высота перегородки плавно уменьшается до нуля. Углы Р„ и б„ могут быть определены из соотношений

P = arctg[(d-c)Ao]; 6 = 2arctg(102./i38tgp /2),

где Zg - волновое сопротивление коаксиального волновода.

Полосковые и микро-полосковые резонансные вентили отличаются компактностью конструкции, небольшой массой и габаритами по сравнению с вол-ново дными, что особенно существенно в дециметровом диапазоне длин волн. В таких вентилях прежде всего необходимо искусственно создавать области с круговой поляризацией СВЧ магнитного поля, поскольку в по-лосковом волноводе с Г-волной это поле поляризовано линейно. Для этого можно либо частично заполнять волновод диэлектриком с большим значением е, либо использовать полосковый проводник определенной формы.

Наиболее распространенной конструкцией полоскового вентиля, широко использующегося в дециметровом диапазоне при работе на ВУМ, является конструкция с г р е-бенчатой замедляющей структурой ( гребенкой ) (рис. 14.6). Полосковый проводник 3, расположенный между заземленными пластинами / симметричной полосковой линии, имеет ряд реактивных шлейфов длиной / (0,1 -f- 0,125) >.о. расположенных с шагом А

Рис. 14.6. Конструктивная схема резонансного вентиля в по-лосковом волноводе о гребенчатой замедляющей структурой