Ферритовые вентили.

1. Ферритовый вентиль на эффекте Фарадея.

Эффект Фарадея заключается в повороте плоскости поляризации линейно поляризованной волны при её распространение в продольно подмагниченном феррите. Конструкция такого вентиля:

1 – поглощающая пластина

2 – феррит

3 – обмотка подмагничивания (создающая поле подмагничивания)

Если Е_пад перпендикулярно поглощающей пластине, она не оказывает заметного воздействия на Е_пад, т.е. потери минимальны. За счет эффекта Фарадея плоскость поляризации волны на выходе вентиля поворачивается на 45°. При прохождении отраженной волны в обратном направлении, плоскость поляризации поворачивается еще на 45°, поэтому электрическое поле отраженной волны оказывается параллельно поглощающей пластине и практически полностью поглощается.

Достоинства: малая величина подмагничивающего поля; полоса частот от 15 до 20 %.

Недостатки: сложность и громоздкость конструкции.

2. Вентили с поперечно подмагниченными ферритами.

Поперечно подмагниченный феррит имеет различный характер изменения магнитной проницаемости от подмагничивающего поля H₀ для левополяризованной и правополяризованной волны.

m₊ = m¢ ₊ + jm² ₊

В прямоугольном волноводе с волной Н₁₀ имеются две плоскости параллельные узким стенкам волновода, в которых магнитное поле распространяющейся бегущей волны имеет круговую поляризацию.

X₀ = arctg

Направление вращения магнитного поля зависит от направления распространения волны в волноводе и противоположны на участках x = x₀ и x = a-x₀.

3. Волноводный вентиль с резонансным поглощением на прямоугольном волноводе.

1 – ферритовая пластина

2 – постоянный магнит

В плоскости x = x₀ устанавливается ферритовая пластина, находящаяся в поперечном подмагничивающем поле, напряженность которого Н₀=Н_рез. Падающая волна левополяризованная, проходит с малым затуханием; отраженная – правополяризованная, интенсивно поглощающая, т.к. направление вращения магнитного поля в ней совпадает с направлением вращения собственных магнитных моментов феррита.

Недостаток: большие габариты магнитной системы.

4. Полосковый резонансный вентиль.

Вращающееся магнитное поле в области феррита создается с помощью двух поперечных шлейфов, длиной lв/8 и 3lв/8. В проводниках этих шлейфов протекает ток, равный току в основной линии, но сдвинутый по фазе на 90°. В результате прохождения токов через плечи крестообразного разветвление образует поле с вращающейся поляризацией левополяризованный для падающей волны и правополяризованный для отраженной волны.

5. Вентиль со смещением поля.

Местоположение ферритовой пластины аналогично резонансному вентилю, только величина подмагничивающего поля такова, что для падающей правополяризованной волны m₊< 0. И поле падающей волны вытесняется из ферритов. При распространении отраженной левовращающейся волны m _-> 0 и e_фер достаточно большое. Поэтому поле втягивается в область расположения ферритов. На поверхность феррита наносится металлическая пленка с большим поверхностным сопротивлением, что приводит к интенсивному поглощению отраженной волны за счет наведения токов проводимости в металлической пленке.

Вентиль со смещением поля по сравнению с резонансными имеют меньшую магнитную систему, более широкополосны, но работают при небольших уровнях мощности.