ченным ферритом характеризуется различными значениями магнитной проницаемости. При этом фазовые скорости поверхностных волн оказываются различными. Подбирая диаметр ферритового цилиндра и величину намагничивающего поля Но, можно при сложении поверхностных волн получить пучность напряженности электрического поля в центре плеча 2, а узел напряженности электрического поля в центре плеча 3. При этом энергия из плеча 1 поступит в плечо 2 и не поступит в плечо 3. Если энергия подается со стороны плеча 2, то она передается в плечо 3 и не поступает в плечо 1. При подаче энергии в плечо 3 она передается в плечо i и не поступает в плечо 2. В реальных конструкциях циркуля-торов имеет место просачивание мощности из плеча 1 в плечо 3 и т. д. Поэтому для характеристики циркуляторов применяются такие параметры, как развязка между плечами и прямые потери.

F-циркуляторы чувствительны к колебаниям окружающей температуры, величине магнитного поля, размерам ферритов и т. д. Для устранения этого феррит помещают в диэлектрическую втулку, которая может являться своеобразным элементом настройки циркулятора, так как подбором ее диаметра можно регулировать ширину рабочей полосы. У-циркулйторы имеют прямые потери порядка 0,1 дБ развязку между плечами 30 дБ и Кст1,04.

Фазовые циркуляторы. Принцип действия фазовых циркуляторов ©снован на свойстве невзаимного фазового сдвига в феррите. На рис. 7.54,6 схематически изображен фазовый ферритовый циркулятор, который состоит из двух двойных волноводных тройников и одного невзаимного фазовращателя с фазовым сдвигом п. Энергия, поступающая в плечо 1, делится поровну в двойном тройнике и синфазно выходит из плеч 2 и 4. Две волны, приходящие ко второму двойному тройнику, оказываются в противофазе ввиду сдвига в феррите на п. Передача энергии в этом случае возможна только в Е-плечо. Аналогично можно .доказать, что циркуляция энергии происходит по схеме /->-2->-5->4->7.

Циркулятор может выполнять функции переключателя, поскольку изменение направления намагничивающего поля Но меняет направление невзаимного фазового сдвига ферритов. В рассмотренном случае изменение направления Но приведет к передаче мощности из плеча 1 в плечо 4. Для современных управляемых устройств, содержащих ферриты, быстродействие составляет < 1-0,05) 10-6 с.

7.12. ДЕТЕКТОРЫ И СМЕСИТЕЛИ

Детекторы предназначены для преобразования (детектирова-йия) амплитудно-модулированного радиосигнала в низкочастотный сигнал, - несущий первоначальную информацию [24]. Детектирова-йие основано на применении нелинейных устройств, функции которых на СВЧ выполняют полупроводниковые диоды.

Основными параметрами детекторов являются: полоса рабочих аастот, чувствительность по току, Кст, коэффициент шума.

Чувствительность детектора по току - -

Ад р. .... -

- выходной ток детектора, Рс - мощность входного СВЧ сигнала, составляющая для современных реальных конструкций от 1 до15-10- Вт.

Увеличить чувствительность можно, используя прямое смещение на диоде, однако при этом следует иметь в виду, что шумы детектора возрастают.

Величина Кст характеризует качество согласования детектора со стороны СВЧ входа с учетом согласования выходного сопротивления детектора с сопротивлением нагрузки, подключенной к его низкочастотному выходу. Коэффициент шума детектора определяется, в основном, низкочастотными шумами диода.

Конструкции детекторов на СВЧ принято называть детектор ными головками. Они представляют собой отрезки линии передачи (рис. 7.55, 7.56), содержащие элементы ввода энергии (коаксиаль-

Рис. 7.55. Конструкция коажсиального яетактора:

1 - диод; 2 - нч фильтр; 3 - разъемы

ный разъем или фланец), элементы включения детектора (полу* проводникового диода), элементы настройки или согласования, а также низкочастотный разъем. Конструкция детектора должна обеспечить замкнутый путь для высокочастотных токов (наличие конденсатора) и замкнутый путь для выпрямленного тока (наличие замкнутой гальванической цепи).

Для малых мощностей, подводимых к детектору (вплоть до 5-10~s Вт), детектирование можно считать квадратичным. При росте входной мощности выше указанного значения наблюдается

отклонение от квадратичности в сторону уменьшения показателя степени.

Смесители используются для преобразования принимаемого СВЧ сигнала в сигнал промежуточной частоты (разностной частоты сигнала и гетеродина).

Рис. 7.56. iKioHcipyiHiDHH ршноводного иаспраивавмош детектора: 1 - волновод; 2 - диод; 3 - закорачивающий поршень

Основные параметры смесителя:

1) потери преобразования Л12, определяемые соотношением

Лг=101ё(р). (7.44)

где Рс - мощность преобразуемого сигнала; Рпр - мощность выходного сигнала промежуточной частоты;

2) коэффициент шума, определяющий чувствительность приемника,

Рс I Рс

р Р

ш.вх I ш.вых

(7.45)

где Рш. вх, Рш. вых - мощность шумов на входе и выходе смесителя, со стороны входного преобразуемого сигнала;

3) рабочая частота и ширина рабочих частот;

4) динамический диапазон (относится к линейному участку амплитудной характеристики смесителя)

=10lg(P ,ax/PmIn). (7.46)

где Ртах - максимальная мощность входного сигнала, не выбывающая разрушения диода и не приводящая к амплитудному искажению сигнала, Рщш - минимальная мощность подводимого сиг-