Циркулятор

Циркуля́тор

Многоплечее (многополюсное) устройство для направленной передачи энергии ВЧ электромагнитных колебаний: энергия, подведённая к одному из плеч, передаётся в другое (строго определённое) плечо в соответствии с порядком их чередования. Различают электронные и ферритовые Ц. В электронных Ц. используется способность некоторых активных фазовращателей (См. Фазовращатель) создавать необратимый фазовый сдвиг в π рад (см. также Фазоинвертор). Такие Ц. выполняют на основе дискретных элементов — транзисторов, диодов, резисторов. Известны электронные 3-плечие Ц. (У-Ц.) с сосредоточенными параметрами, применяемые в диапазоне частот от единиц до нескольких десятков Мгц. Действие ферритовых Ц. основано на способности ферритов (См. Ферриты), намагниченных во внешнем постоянном магнитном поле, создавать при взаимодействии с электромагнитным полем (волной) невзаимный фазовый сдвиг, невзаимный поворот плоскости поляризации (см. Фарадея эффект) либо такую комбинацию волн, которая обеспечивает их распространение только в одном из плеч. Различают следующие ферритовые Ц.: фазовый У-Ц. с сосредоточенными параметрами, применяемый в диапазоне частот от сотен до тысяч Мгц, невзаимный фазовый сдвиг в котором осуществляется при помощи намагниченного ферритового образца и системы индуктивно связанных витков; Ц. на основе разветвленных прямоугольных или круглых Радиоволноводов либо полосковых линий (См. Полосковая линия) (в т. ч. микрополосковых линий) — У-, Т- и Х-Ц. с распределёнными параметрами, используемые в диапазоне частот от тысяч до десятков тысяч Мгц, например поляризационный Х-Ц. (см. рис.), фазовый Ц., состоящий из двух волноводных мостов и двух невзаимных ферритовых фазовращателей.

Наиболее перспективны ферритовые Ц. Их применяют, например, в качестве Коммутаторов, т.к. при изменении направления постоянного магнитного поля порядок следования плеч изменяется на обратный. Ферритовые Х- и У-Ц. используют в антенно-фидерных трактах для переключения Антенны или модуля сложной фазированной антенной решётки (См. Фазированная антенная решётка) из режима передачи в режим приёма. Ферритовый У-Ц., в котором одно из плеч содержит поглощающую нагрузку (См. Поглощающая нагрузка), представляет собой разновидность вентиля электрического (См. Вентиль электрический). Образуя из нескольких У-Ц. последовательные (каскадные) соединения, можно получать Ц. с любым заданным числом плеч; такие системы в сочетании с полосно-пропускающими электрическими фильтрами (См. Электрический фильтр) позволяют реализовать устройства для сложения или разделения сигналов с различными несущими частотами с использованием при этом минимального числа фильтров.

Лит.: Лебедев И. В., Техника и приборы СВЧ, 2 изд., т. 1, М., 1970; Вольман В. И., Пименов Ю. В., Техническая электродинамика, М., 1971; Knerr R. H., An annotated bibliography of microwave circulators and isolators. 1968—1975, «IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniaues», 1975, v. 23, № 10, oct.

Р. И. Перец.

Поляризационный циркулятор на основе отрезка волновода с круглым сечением: 1, 2, 3, 4 — плечи циркулятора в виде отрезков стандартных волноводов с прямоугольным сечением, расположенных под углом 45° последовательно по отношению друг к другу; пунктиром изображён ферритовый образец, обеспечивающий поворот плоскости поляризации волны на 45° в направлении, указанном стрелкой, в результате энергия, если её подвести к плечу 4, поступает только в плечо 1, к плечу 3 — только в плечо 4 т. д.