4 Y-циркуляторы

В диапазоне СВЧ широкое распространение получили простые по конструкции и компактные Y-циркуляторы. Они являются трехплечими устройствами, а их конструкция может быть реализована в волноводном, в коаксиальном или полосковом исполнении. В данном случае их работа рассматривается на примере волноводного Y-циркулятора (рис. 74). Такой циркулятор состоит из симметричного Н-плоскостного волноводного тройника и подмагниченной поперечным постоянным магнитным полем ферритовой шайбы 4 в его центре. Магнитное поле создается магнитом 5, расположенным снаружи. Величину напряженности подмагничиващего поля выбирают значительно меньше резонансной.

Рис. 74

Работа циркулятора поясняется следующим образом. При поступлении ЭМВ в плечо 1 циркулятора волны в плечах 2 и 3 являются результатом суперпозиции двух волн – первичной и вторичной. Первичная волна обусловлена непосредственно тройником, а вторичная – переизлучением ферритовой шайбы. Первичная волна на входе плеч 2 и 3 имеет одинаковые амплитуды и фазы вследствие симметричности схемы. Амплитуды и фазы вторичных волн на входе этих плеч зависят от размеров и электрических параметров подмагниченной ферритовой шайбы. Эти параметры подбираются так, чтобы первичные и вторичные волны имели бы одинаковые амплитуды и были бы на входе плеча 2 синфазны, а на входе плеча 3 – противофазны. Тогда энергия из плеча 1 поступает плечо 2. Вследствие симметрии устройства работа циркулятора происходит по схеме . При изменении ориентации вектора подмагничивающего поля на противоположную в циркуляторе будет реализовываться последовательность передачи энергии вида . Такие циркуляторы имеют весьма низкие потери (< 0, 5 дБ), обеспечивают развязку между каналами не менее –20 дБ и имеют КБВ 0, 9... 0, 95. В силу этого их используют в антенных переключателях радиолокационных станций.