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利用铁氧体材料的旋磁效应制成的微波器件
来源:武华科技   发布时间:2012-08-25  浏览数:2984    【收藏本页】

1.0 定义:利用铁氧体材料的旋磁效应制成的微波器件。
     1.1 铁氧体材料的主要参数:饱和磁化强度、居里点、铁磁共振线宽、有效共振线宽、自旋波线宽、介电常数、
          介电损耗角正切等。
     1.2 微波铁氧体器件应用:在微波电路中对微波信号起方向变换作用,广泛用于雷达、通信、导航、电子对抗、
          遥控、遥测等微波系统中。

2.0 贝尔实验室1952年制造出第一个微波铁氧体器件:9GHz 法拉第效应隔离器。

3.0 常用器件:隔离器、环行器、相移器、开关
     3.1 隔离器:只容许电磁波单向通过,反方向传输的电磁波会产生很大的衰减,常用于消除电磁波反射。对器件
         性能的主要要求是:正向衰减小(一般<0.5dB),反向隔离大(一般>20dB),电压驻波比小(一般<1.20),还有承受
         功率和工作温度等要求。
     3.2 环行器:输入任一端口的功率,都会按照一定顺序传输到下一个端口。如果外加磁场反向,环行顺序也相反。
         环行器在微波电路中可用作双工器(在一个天线上同时进行接收和发射的操作),环行器的主要性能要求与隔离器相似。
         3.2.1 三端结环行器:在一个三端 120°轴对称的波导或带线结的中心放置铁氧体片,并垂直加上恒定磁场即构成一个 Y 型结环行器。 具有结构简单、性能良好等优点。
           3.2.2 四端相移式环行器:由魔T、3dB 耦合器和铁氧体相移器等组成,能实现1→2,2→3,3→4,4→1 的环行。
                     这种环行器可承受较高的功率。
           3.2.3 集总参数环行器:在较低的微波频段,可以在Y 型环行器的带线中心导体结处构成集总参数的电感,同时在各臂加上适当数值的电容来分别调谐各个臂。
                    用结构紧凑、体积小的集总参数元件来代替分布参数的带线,使环行器的体积大大减小。
     3.3 相移器:利用铁氧体材料的磁化强度或张量磁导率随外加磁场的变化来改变传输电磁波相位的微波器件。用
         于相控阵雷达天线各单元的相位控制。海湾战争中,美军AV/MPQ导弹系统中使用了5161个X波段铁氧体移相器,
         它可以同时监视100个目标,同时跟踪8个目标,同时制导8枚导弹。
   3.4 开关:常用环行器构成,通过改变外磁场方向来完成开关作用。铁氧体开关一般采用锁式(或称数字式),
         开关时间可达微秒级,能承受较大的功率,插入损耗较小,多用于雷达、通信微波系统中。