background image

 

 

background image

BIERNE ELEMENTY 

I PODZESPOŁY MIKROFALOWE

  

Technika bardzo wielkich częstotliwości

Technika bardzo wielkich częstotliwości

background image

Wzbudzanie fal w falowodach: 

a) poprzez pobudzenie pola elektrycznego – 

sonda (antenka) umieszczona w odległości λ/4 od końca    

 zwartego falowodu (analiza na podstawie lustrzanego odbicia, np. prądu – przesunięty o 180

o

);

b)  poprzez  pobudzenie  pola  magnetycznego  (3)  -   

mała  pętla  prądowa  (2)  przy  zwartym  końcu 

falowodu;

c)  poprzez    jednoczesne  pobudzenie  obu  składowych  pola  elektromagnetycznego  – 

szczelina  w 

ściance kończącej falowód, lub odpowiednio ukształtowany koniec otwartego falowodu.

 

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

a
)

b
)

c
)

Sposoby wzbudzania fal w falowodach: 

a) pobudzenie polem elektrycznym, b) pobudzenie 

polem  magnetycznym, c) pobudzenie polem elektromagnetycznym

background image

Złącza: - 

omówione jako elementy falowodów 

Obciążenia  bezodbiciowe: 

-  służą  do  absorpcji  padającej  na  nie  fali  z 

możliwie jak najmniejszym współczynnikiem fali stojącej WFS.

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe 

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe 

Kształt: 

 •

 płytka rezystywna; 

 •

 klin z materiałem rezystywnym;

 •

 ostrosłup z materiałem 

rezystywnym.

Budowa obciążeń 
falowodowych 

Budowa obciążeń 
falowodowych 

Materiał:  

absorbujący mikrofale

 •

 mieszanina proszków 

metalicznych

 •

 mieszanina proszków 

metalicznych  

   zawieszona w dielektryku  

Długość klina: 

 •

 1 ÷ 2 

0

 

WFS 

 •

  < 1.01 

(średnia klasa < 1.05) 

Ogólne własności: 

 

zastosowanie w torach pomiarowych i 

nadawczo-     odbiorczych;

 

duża obciążalność w urządzeniach 

nadawczych 

(ewentualnie wyposażone w 

radiatory lub chłodzone)

;

 

kształt klina dobierany dla zmniejszenia fali 

odbitej.  

background image

 

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe 

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe 

 

 

Dzielniki

 

elementy umożliwiające podział mocy doprowadzonej do jednych 

wrót na pozostałe wrota 

(wielowrotniki). 

Dzielniki mogą również pracować 

jako sumatory. 

Analiza własności na podstawie macierzy rozproszenia

.

Najpopularniejsze dzielniki: 

 •

 typu T;

 •

 magiczne T.

Elementy dopasowujące w dzielnikach i 

sumatorach:   

- wkręty, metalowe kołki, przesłony umieszczone 

wewnątrz falowodów   

Rozgałęzienie T:

• Rozgałęźnik w płaszczyźnie E 

(równoległej do linii 

E)

  - podział mocy  P

wy1

=P

wy2

=½ P

we

  - przesunięcie fazowe 180° 

(rozgałęzienie 

szeregowe) 

• Rozgałęźnik w płaszczyźnie H 

(równoległe do linii 

H)

  - podział mocy  P

wy1

=P

wy2

=½ P

we

  - przesunięcie fazowe 0° 

(rozgałęzienie 

równoległe)

• Sumator w płaszczyźnie E

  - efekt kompensacji dla P

we1

=P

we2 

i 

we1

= 

we2 

• Sumator w płaszczyźnie H

  - efekt sumowania sygnałów dla P

we1

=P

we2

 i 

we1

= 

we2

Rozgałęzienie T:

 

Rozgałęźnik w płaszczyźnie E 

(równoległej do linii 

E)

  - podział mocy  P

wy1

=P

wy2

=½ P

we

  - przesunięcie fazowe 180° 

(rozgałęzienie 

szeregowe)

 

 

Rozgałęźnik w płaszczyźnie H 

(równoległe do linii 

H)

  - podział mocy  P

wy1

=P

wy2

=½ P

we

  - przesunięcie fazowe 0° 

(rozgałęzienie 

równoległe)

 

Sumator w płaszczyźnie E

  - efekt kompensacji dla P

we1

=P

we2 

i 

we1

= 

we2 

 

Sumator w płaszczyźnie H

  - efekt sumowania sygnałów dla P

we1

=P

we2

 i 

we1

= 

we2

E

E

background image

 

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe  

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe  

 

 

Wrota

Wejściowe

Wyjściowe

a)

A(1/2), 

B(1/2)

D(1), C(0)

b)

C(1)

A(1/2), B(1/2), 

D(0)

c)

D(1)

A(1/2), B(1/2), 

C(0)

Rozgałęzienie hybrydowe „magiczne T”
- Superpozycja dzielników typu T w płaszczyźnie E i H

Rozgałęzienie hybrydowe „magiczne T”

-

 Superpozycja dzielników typu T w płaszczyźnie E i H

Zastosowania
• mostki zrównoważone
• mieszacze 
• układ nadajnik – odbiornik ze wspólną 
anteną  

Zastosowania

 

mostki zrównoważone

 

mieszacze 

 

układ nadajnik – odbiornik ze wspólną 

anteną  

Działanie

Działanie

D

 

Przy pobudzeniu jednych z wrót,  moc 

rozdziela się na
   2 wrota; czwarte są izolowane.

 

Sygnały wyjściowe mogą być współfazowe 

lub 
   w przeciwfazie, zależnie od wyboru wrót 
wejściowych

.

background image

  

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe  

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe  

 

 

Tłumiki

    

elementy  zmniejszające  moc  sygnału  w  celu  dopasowania  jego 

poziomu  do  wejścia  przyrządu.  Elementy  separujące;  zmniejszające 
oddziaływanie między przyrządami 

      

Podstawowe parametry tłumików  

 •

 tłumienie w dB;

 

• 

tłumienie wstępne 

(przy ustawieniu 

skali na wartość zerową)

 

• 

WFS;

 

 

• 

rozdzielczość 

(minimalna zmiana 

tłumienia)

;

 •

 stabilność 

(temperaturowa, 

wilgotnościowa, mocowa);

 • 

dokładność 

(maks. błąd w stosunku do 

nominalnej, nastawionej wartości tłumienia 
w użytecznym zakresie częstotliwości)

;

 

• 

wytrzymałość mocowa.

Rodzaje tłumików: 

 •

 stałe

 •

 regulowane

Element tłumiący 

 materiał stratny; 

• 

metal. 

 •

 

współosiowe

 

 •

 

falowodowe

Regulowane tłumiki falowodowe: 

kształt płetwy lub płytki przesuwnej 
zapobiega dużym odbiciom. 

Regulowane tłumiki falowodowe: 

kształt płetwy lub płytki przesuwnej 
zapobiega dużym odbiciom. 

Tłumik 
płetwowy 

Tłumik 
płetwowy 

Tłumik 
płytkowy 

Tłumik 
płytkowy 

background image

 

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe  

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe  

 

 

Sprzęgacz kierunkowy

 – element służący do pobierania części mocy 

sygnału przesyłanego głównym torem do celów pomiarowych lub kontroli 
parametrów sygnału.
Funkcje: 
- Pomiar mocy przesyłanej, detekcja sygnału odbitego, pomiar WFS 

3

1

P

P

log

10

C 

4

3

P

P

log

10

D 

4

1

P

P

log

10

I 

dB

,

C

D

I

Sprzężenie C

Sprzężenie C

Kierunkowość D

Kierunkowość D

Izolacja I

Izolacja I

Wartość zależna od aplikacji:
10dB, 20dB, 30dB itp..

Wartość zależna od aplikacji:
10dB, 20dB, 30dB itp..

Minimum 40dB

Minimum 40dB

Minimum 50dB

Minimum 50dB

Parametry

Parametry

Zależność pomiędzy sprzężeniem, kierunkowością i izolacją

Zależność pomiędzy sprzężeniem, kierunkowością i izolacją

background image

 

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe 

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe 

 

 

Zasada działania

Zasada działania

Drogi sygnału głównego i odbitego

Drogi sygnału głównego i odbitego

 W torze głównym rozchodzi się fala od wrót 

1 do 2

 Do wrót 4 docierają fale przenikające przez 

oba ot-wory – są przesunięte o λ/2 – znoszą 
się  (wrota  4  obciążone  Zf  )  –   

wrota 

izolowane

 Do wrót 3 docierają fale przenikające przez 

oba ot-wory – pokonują jednakową drogę i 
są zgodne w fazie –

 

wrota sprzężone

  Dla  sygnału  odbitego  (np.  od  anteny  w 

kierunku  nadajnika)  zachodzi  sytuacja 
odwrotna: 

wrota 3 są izolowane

, natomiast 

wrota 4 - sprzężone

Typy 
sprzęgaczy

Typy 
sprzęgaczy

Jednootworowy

Gałęziowy

Z krótką szczeliną

background image

 

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Budowa sprzęgacza

Budowa sprzęgacza

1 – dopasowane obciążenie
2 -  otwory sprzęgające
3 – gniazdo wyjściowe sondy 

1 – dopasowane obciążenie
2 -  otwory sprzęgające
3 – gniazdo wyjściowe sondy 

Przykłady sprzęgaczy

Przykłady sprzęgaczy

background image

  

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

 

 

 

 

Wnęka rezonansowa

 – element falowodowy odpowiadający funkcjonalnie 

obwodowi rezonansowemu LC. 

Wykonane są z obustronnie zakończonych 

odcinków falowodów

.

 

Częstotliwość rezonansowa wnęki - zależy od jej rozmiarów 

geometrycznych

 

Rezonatory wnękowe charakteryzują się duża dobrocią 

• 

Do wzbudzenia drgań lub odbierania energii z wnęki stosuję się sondę: 

pojemnościową 

  lub pętlę. 

 

Sposoby strojenia rezonatorów – zmiana rozmiarów wnęki (ruchoma 

ścianka), wprowadzenie do wnęki kołka metalowego lub ferrytowego.

• 

Zastosowania – generatory, wzmacniacze, filtry, częstościomierze, 

transformatory impedancji 

.  

Wnęki rezonansowe wykonane z falowodu:

Wnęki rezonansowe wykonane z falowodu:

a) Prostokątnego (rodzaj TE

101, 

TE

102

)

a) Prostokątnego (

rodzaj TE

101, 

TE

102

)

b) Kołowego (rodzaj TE

111, 

TE

112

)

b) Kołowego 

(rodzaj TE

111, 

TE

112

)

background image

  

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Przejścia falowodowe – podzespoły pozwalające łączyć różnego rodzaju 
elementy falowodowe.     

Przejścia falowodowe

 – podzespoły pozwalające łączyć różnego rodzaju 

elementy falowodowe.     

Przejścia miedzy falowodem kołowym i prostokątnym

Przejścia miedzy falowodem kołowym i prostokątnym

background image

  

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

  

  

 

 

Filtry – elementy umożliwiające przesyłanie sygnałów w ściśle określonym 
paśmie częstotliwości.
Sposoby realizacji filtrów w technice falowodowej:

• przesłony o odpowiednim kształcie we wnętrzu falowodu;
• zmiana pola przekroju falowodu;
• wnęki rezonansowe sprzężone za pomocą szczelin lub przesłon. 

Filtry

 – elementy umożliwiające przesyłanie sygnałów w ściśle określonym 

paśmie częstotliwości.
Sposoby realizacji filtrów w technice falowodowej:

 

przesłony o odpowiednim kształcie we wnętrzu falowodu;

• 

zmiana pola przekroju falowodu;

• 

wnęki rezonansowe sprzężone za pomocą szczelin lub przesłon. 

Przesłony stosowane w filtrach falowodowych

Przesłony stosowane w filtrach falowodowych

Zmiana pola przekroju 
falowodu

Filtry  dolnoprzepustowe  –  nie 
reali-zowalne 

technice 

falowodowej;  f  nie  może  być 
mniejsza niż f

gr

Zmiana pola przekroju 
falowodu

Filtry  dolnoprzepustowe 

–  nie 

reali-zowalne 

technice 

falowodowej; 

f

  nie  może  być 

mniejsza niż 

f

gr

background image

  

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

 

 

Elementy nieodwracalne – elementy umożliwiające przepływ energii w ściśle 
określonym kierunku.   

Elementy nieodwracalne

 – elementy umożliwiające przepływ energii w ściśle 

określonym kierunku.   

Rodzaje elementów nieodwracalnych:
• 
Izolator
• Cyrkulator
• Przesuwnik fazy

Rodzaje elementów nieodwracalnych:

 

Izolator

 

Cyrkulator

 

Przesuwnik fazy

Cechy materiałów ferrytowych stosowanych do budowy elementów 

nieodwracalnych:

  należą  do  grupy  materiałów  ferrimagnetycznych  –  posiadających  (w 

odróżnieniu  od  ferromagnetyków)  domeny  rozmieszczone  w  co  najmniej   
dwóch siatkach krystalogra-ficznych;  

 przenikalność ferrimagnetyków zależy od kierunku działania zewnętrznego 

pola mag-netycznego (anizotropia);

 względna przenikalność magnetyczna materiału ferrimagnetycznego zależy 

od często-tliwości i nie przekracza 10;

 duży opór właściwy (rezystywność).

Cechy materiałów ferrytowych stosowanych do budowy elementów 

nieodwracalnych:

  należą  do  grupy  materiałów 

ferrimagnetycznych

  – 

posiadających

 

(w 

odróżnieniu  od  ferromagnetyków) 

domeny  rozmieszczone  w  co  najmniej   

dwóch siatkach krystalogra-ficznych

;  

 przenikalność ferrimagnetyków zależy od kierunku działania zewnętrznego 

pola mag-netycznego (

anizotropia

);

 w

zględna przenikalność magnetyczna materiału ferrimagnetycznego zależy 

od często-tliwości i nie przekracza 10;

 d

uży opór właściwy (rezystywność).

Elementy nieodwracalne budowane są z wykorzystaniem ferrytów.
Ferryty – materiały powstałe ze spieczenia sproszkowanych tlenków metali 
(żelazo, cynk, mangan, kobalt, aluminium, nikiel) w temperaturze 1000 – 
1500°C, uformowanych w kształtki przed procesem spiekania.

Elementy nieodwracalne budowane są z wykorzystaniem ferrytów.

Ferryty – materiały powstałe ze spieczenia sproszkowanych tlenków metali 

(żelazo, cynk, mangan, kobalt, aluminium, nikiel)

 w temperaturze 1000 – 

1500°C, uformowanych w kształtki przed procesem spiekania.

background image

  

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Zjawiska fizyczne występujące w materiałach ferrytowych 

–  wynikają 

ze  struktury  atomowej  i  ujawniają  się  w  obecności  zewnętrznego  pola 
magnetycznego: 

• precesja;
• anizotropia; 
• rotacja Faradaya.

Zjawiska fizyczne występujące w materiałach ferrytowych 

–  wynikają 

ze  struktury  atomowej  i  ujawniają  się  w  obecności  zewnętrznego  pola 
magnetycznego: 

 

precesja;

 

anizotropia; 

 

rotacja Faradaya.

Efekt  precesji  wirującego  elektronu 

– 

zjawisko  żyromagnetyczne  –  elektron  wirujący 
wokół  jądra,  wiruje  również  wokół  własnej  osi 
wytwarzając  pole  magnetyczne  wzdłuż  tej  osi.  Pod 
wpływem  pola  H

1

  elektrony  ustawiają  swoje  osie 

obrotu  w  jedną  stronę 

  namagnesowanie 

materiału;  dodatkowe    boczne  pole  magnetyczne 
wprawia 

elektrony 

ruch 

po 

lokalnej, 

mimośrodowej  orbicie,  prostopadłej  do  bocznego 
pola  (analogia  z  bąkiem) 

  efekt    -  wirowanie 

wokół  linii  H

1

  z częstotliwością  precesji:  3  – 9  GHz. 

Rezonans  -  przy  zmianie  dodatkowego  pola  z 
częstotliwością precesji . 

 

Efekt  precesji  wirującego  elektronu 

– 

zjawisko  żyromagnetyczne 

–  elektron  wirujący 

wokół  jądra,  wiruje  również  wokół  własnej  osi 
wytwarzając  pole  magnetyczne  wzdłuż  tej  osi.  Pod 
wpływem  pola  H

1

  elektrony  ustawiają  swoje  osie 

obrotu  w  jedną  stronę 

 

namagnesowanie 

materiału

;  dodatkowe   

boczne  pole  magnetyczne 

wprawia 

elektrony 

ruch 

po 

lokalnej, 

mimośrodowej  orbicie,  prostopadłej  do  bocznego 
pola 

(analogia  z  bąkiem) 

  efekt    -  wirowanie 

wokół  linii  H

1

  z 

częstotliwością  precesji: 

3  – 9  GHz

Rezonans 

-  przy  zmianie  dodatkowego  pola  z 

częstotliwością precesji . 

 

Analogia  wahadła;  anizotropia 
ferrytów: 

fala  zewnętrzna  o  polaryzacji 

kołowej    wzmaga  prece-sję:  zwiększająca 
ruch  wahadła  (lewoskrętna)  jest    silnie 
tłumiona 

(pobieranie 

energii 

fali 

na 

podtrzyma-nie  precesji).  natomiast  fala 
zmniejszająca 

(prawo-skrętna) 

nie 

jest 

stłumiona (oddawanie energii).

Rotacja  Faradaya 

 

skręcanie 

płaszczyzny  po-laryzacji  fali  płaskiej,  która 
może  być  traktowana  jako  superpozycja 
dwóch  fal  o  polaryzacji  kołowej,  prze-
ciwskrętnych 

    dla  każdej  skrętności  inna 

przeni-kalność 

magnetyczna 

ferrytu 

 

(anizotropia),  i  inna  prędkość  rozchodzenia 
się tych fal 

 efekt  - wypad-kowy wektor 

E

 

zmienia płaszczyznę polaryzacji.

Analogia  wahadła; 

anizotropia 

ferrytów: 

fala  zewnętrzna  o  polaryzacji 

kołowej    wzmaga  prece-sję

:  zwiększająca 

ruch  wahadła  (lewoskrętna)  jest    silnie 
tłumiona 

(pobieranie 

energii 

fali 

na 

podtrzyma-nie  precesji).  natomiast  fala 
zmniejszająca 

(prawo-skrętna) 

nie 

jest 

stłumiona (oddawanie energii).

Rotacja  Faradaya 

 

skręcanie 

płaszczyzny  po-laryzacji  fali  płaskiej,

  która 

może  być  traktowana  jako  superpozycja 
dwóch  fal  o  polaryzacji  kołowej,  prze-
ciwskrętnych 

 

  dla  każdej  skrętności  inna 

przeni-kalność 

magnetyczna 

ferrytu 

 

(anizotropia), 

inna  prędkość  rozchodzenia 

się tych fal 

 efekt  

wypad-kowy wektor 

E

 

zmienia płaszczyznę polaryzacji

.

Materiały  z

  większą 

licz-bą 

niesparowanych  ele-

ktronów 

mają  lepsze 

własności 

magnetyczne   

background image

  

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

 

 

 

 

Izolator – element umożliwiający przepływ energii w jednym kierunku, 
natomiast pochłanianie energii fali rozchodzącej się w przeciwną stronę.      

Izolator

 – element umożliwiający przepływ energii w jednym kierunku, 

natomiast pochłanianie energii fali rozchodzącej się w przeciwną stronę.      

Macierz rozproszenia idealnego izolatora:

Macierz rozproszenia idealnego izolatora:

0

1

0

0

S

Zastosowania:
 separacja generatora od obwodów zewnętrznych;
 separacja między stopniami wzmacniaczy.   

Zastosowania:

 separacja generatora od obwodów zewnętrznych;

 separacja między stopniami wzmacniaczy.   

Parametry izolatorów: 
• 
pasmo pracy; 
• 
tłumienie w kierunku przepustowym;
• wejściowy WFS; 
• 
średnia przenoszona moc; 
• 
maksymalna moc pochłaniania.

Parametry izolatorów: 

• 

pasmo pracy; 

• 

tłumienie w kierunku przepustowym;

• 

wejściowy WFS; 

• 

średnia przenoszona moc; 

• 

maksymalna moc pochłaniania.

Rodzaje izolatorów:  
• 
działające na zasadzie rotacji Faradaya; 
• działające na zasadzie rezonansu ferromagnetycznego; 
• działające na zasadzie zmiany rozkładu pola w falowodzie. 
W praktyce stosowane 2 ostatnie rodzaje.

Rodzaje izolatorów:  

• 

działające na zasadzie rotacji Faradaya; 

• 

działające na zasadzie rezonansu ferromagnetycznego; 

• 

działające na zasadzie zmiany rozkładu pola w falowodzie. 

W praktyce stosowane 2 ostatnie rodzaje.

background image

  

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

 

 

 

 

 Izolator rezonansowy (a) – działający na zasadzie rezonansu magnetycznego 

 

Izolator rezonansowy (a) – działający na zasadzie rezonansu magnetycznego 

• Izolator z przesunięciem pola (b) – zmiana 

rozkładu pola w falowodzie 

 

Izolator z przesunięciem pola (b) – zmiana 

rozkładu pola w falowodzie 

Falowód 

niesymetrycznie 

ulokowaną  wkładką  ferrytową 
umieszczony  w  polu  magnesu 
stałego: 

gwałtowny 

wzrost 

absorpcji

 

wkładki 

przy 

częstotliwości  rezonansowej, 

dla 

zgodnego  kierunku  wirowania 
końca 

wektora 

momentu 

magnetycznego 

ruchu 

precesyjnego  i  zmiennego  pola 
magnetycznego 

fali 

propagowanej;  przy  przeciwnym 
kierunku 

fali 

– 

pochłanianie 

minimalne.

Niesymetryczne 

ulokowanie 

płytki 

– 

zapewnia 

 

kołową 

polaryzację  fali  w  ferrycie.   

Zastosowanie  dla  małych  mocy, 
dla 

ograniczenia 

temperatury 

płytki.

Zbliżona 

konstrukcja 

do 

izolatora 

rezonansowego – w pobliżu ściany falowodu, w 
polu  magnesu  stałego  H

o

  umieszczona 

płytka 

ferrytowa z warstwą pochłaniającą falę

 tak, że 

występuje  dla  niej  –  w  kierunku  o  małym 
tłumieniu 

odpowiedni 

rozkład 

pola 

poprzecznego  E

minimum  fali  padającej    i 

maksimum  fali  odbitej,  która  jest  pochłaniana 
wskutek wzbudzenia dużych prądów wirowych

background image

  

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

  

  

 

 

Cyrkulator  – trójwrotnik,  element  który może  być  bezstratny  i  dopasowany 
na wszys-tkich wrotach – 

energia  krąży  pomiędzy  wrotami  w  określonym  porządku, 

co  jest  związane  z  otwieraniem  i  blokowaniem  odpowiednich  wrót;  kierunek  wirowania 
zależy od kierunku polaryzacji zewnętrznego pola magnetycznego, oddziaływującego na 
wkładkę ferrytową, skręcającą  przebieg linii pola magnetycznego.  

Cyrkulator

  –  trójwrotnik,  element  który może  być  bezstratny  i  dopasowany 

na wszys-tkich wrotach – 

energia  krąży  pomiędzy  wrotami  w  określonym  porządku, 

co  jest  związane  z  otwieraniem  i  blokowaniem  odpowiednich  wrót

;  kierunek  wirowania 

zależy od kierunku polaryzacji zewnętrznego pola magnetycznego, oddziaływującego na 
wkładkę ferrytową, skręcającą  przebieg linii pola magnetycznego.  

Symbol graficzny idealnego cyrkulatora i jego macierz 
rozproszenia 

Symbol graficzny idealnego cyrkulatora i jego macierz 
rozproszenia 

0

1

0

0

0

1

1

0

0

S

0

0

1

1

0

0

0

1

0

S

Budowa cyrkulatora:  

Budowa cyrkulatora:  

Budowa 
cyrkulatora  

Budowa 
cyrkulatora  

Widok rzeczywistego 
elementu 

Widok rzeczywistego 
elementu 

Parametry cyrkulatorów: 
• 
pasmo częstotliwości pracy; 
• 
tłumienie w kierunku 
  przepustowym (0.3-0.5dB);
• izolacja pomiędzy 
poszczególnymi  
  wrotami (20-30dB);   
• 
wejściowy WFS; 
• 
dopuszczalna moc 
przenoszona 
  i pochłaniana. 

Parametry cyrkulatorów: 

• 

pasmo częstotliwości pracy; 

• 

tłumienie w kierunku 

  

przepustowym (0.3-0.5dB);

• 

izolacja pomiędzy 

poszczególnymi  
  wrotami (20-30dB);   

• 

wejściowy WFS; 

• 

dopuszczalna moc 

przenoszona 
  i pochłaniana. 

background image

  

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Zastosowania cyrkulatorów:
 jako izolator; 
 praca nadajnika i odbiornika na wspólną antenę (a);
 izolacja wejścia i wyjścia wzmacniacza jednowrotnikowego (dwójnikowego 
lub odbiciowego); 
 rozdzielanie sygnałów o różnych częstotliwościach.

Zastosowania cyrkulatorów:

 jako izolator; 

 praca nadajnika i odbiornika na wspólną antenę 

(a)

;

 izolacja wejścia i wyjścia wzmacniacza jednowrotnikowego (dwójnikowego 

lub odbiciowego); 

 rozdzielanie sygnałów o różnych częstotliwościach.

Separacja wejścia i wyjścia wzmacniacza  

Separacja wejścia i wyjścia wzmacniacza  

Rozdzielanie sygnałów o różnych częstotliwościach   

Rozdzielanie sygnałów o różnych częstotliwościach   

Praca w charakterze izolatora 

Praca w charakterze izolatora 

Praca na wspólną antenę   

Praca na wspólną antenę   

background image

  

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

 

 

Przesuwnik fazy – dwuwrotnik, zapewnia  zmienne przesunięcie fazy 
sygnału na skutek zmiany natężenia pola magnetycznego polaryzującego 
ferryt   

Przesuwnik fazy

 – dwuwrotnik, zapewnia  zmienne przesunięcie fazy 

sygnału na skutek zmiany natężenia pola magnetycznego polaryzującego 
ferryt   

Zastosowania:
 zasilanie wieloelementowych układów antenowych – 

elektroniczna zmiana 

charakterystyki promieniowania anteny;  

 miernictwo mikrofalowe.

Zastosowania:

 zasilanie wieloelementowych układów antenowych – 

elektroniczna zmiana 

charakterystyki promieniowania anteny;  

 miernictwo mikrofalowe.

Konstrukcja przesuwnika fazy    

Konstrukcja przesuwnika fazy    

Fala wchodząca E

10

 

-    zamieniana  na 

E

11

 

krótkim 

odcinku 

przej-

ściowym  falowodu 
ko-łowego. 

Dielektryczna 
płytka 
ćwierćfalowa

umiesz-czona  pod 
kątem 

45

względem  wektora 

wprowadza 

przesunię-cie o 

90

o

 

między 

faza-mi 

składowych pola 

 

zamiana 
polaryzacji 

li-

niowej 

na 

polaryzację kołową 
- prawoskrętną

Regulacja  przesunięcia  fazy 

fali 

propa-gowanej 

pręcie 

ferrytowym  –  przez 

zmianę  H

(natężenie prądu cewki).

Dalsze 

kształtowanie 

fali 

– 

odwrotnie.

background image

  

Elementy mikrofalowe - przejściowe   

Elementy mikrofalowe - przejściowe   

 

 

Przejście z linii 
mikropaskowej do 
falowodu    

Przejście z linii 
mikropaskowej do 
falowodu    

Przejścia miedzy strukturami mikropaskowymi a innymi prowadnicami

Przejścia miedzy strukturami mikropaskowymi a innymi prowadnicami

Przejście między linią współosiową i 
mikropaskową     

Przejście między linią współosiową i 
mikropaskową     

Przejście między linią współosiową i 
paskową     

Przejście między linią współosiową i 
paskową     

1 - pasek linii paskowej
2 - podłoże dielektryczne
3 - płaszczyzna masy
4 - dielektryk w koncentryku
5 - ekran kabla
6 - zwarcie linii paskowej

1 - pasek linii paskowej
2 - podłoże dielektryczne
3 - płaszczyzna masy
4 - dielektryk w koncentryku
5 - ekran kabla
6 - zwarcie linii paskowej

background image

  

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - mikropaskowe

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - mikropaskowe

Elementy o stałych skupionych

Elementy o stałych skupionych

background image

  

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Nieciągłości 

Nieciągłości 

Nieciągłości w linii mikropaskowej – schematy zastępcze  

Nieciągłości w linii mikropaskowej – schematy zastępcze  

Sposoby unikania nieciągłości przy zmianie kierunku ścieżki   

Sposoby unikania nieciągłości przy zmianie kierunku ścieżki   

background image

 

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Dzielniki mocy  

Dzielniki mocy  

Dzielnik mikropaskowy typu T w układzie zasilania anteny mikropaskowej  

Dzielnik mikropaskowy typu T w układzie zasilania anteny mikropaskowej  

Dzielnik Wilkinsona  

Dzielnik Wilkinsona  

Schemat dzielnika Wilkinsona z N wyjściami   

Schemat dzielnika Wilkinsona z N wyjściami   

background image

 

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe 

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe 

Elementy sprzęgające

Elementy sprzęgające

Sprzęgacz 
zbliżeniowy   

Sprzęgacz 
zbliżeniowy   

Sprzęgacz 
ze 
zwężonymi 
liniami    

Sprzęgacz 
ze 
zwężonymi 
liniami    

Sprzęgacz 
pierścieniowy    

Sprzęgacz 
pierścieniowy    

Aplikacja sprzęgacza 
pierścieniowego w układzie 
mieszacza    

Aplikacja sprzęgacza 
pierścieniowego w układzie 
mieszacza    

background image

 

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Elementy sprzęgające

Elementy sprzęgające

Sprzęgacz Langego z różnym układem wrót   

Sprzęgacz Langego z różnym układem wrót   

Sprzęgacz gałęziowy    

Sprzęgacz gałęziowy    

background image

  

Elementy mikropaskowe - rezonatory

Elementy mikropaskowe - rezonatory

Rezonatory 

Rezonatory 

Rezonator w postaci 
łaty o przekroju kołowym

Rezonator w postaci 
łaty o przekroju kołowym

Rezonator pierścieniowy

Rezonator pierścieniowy

Rezonator w postaci 
odcinka linii transmisyjnej 
o długości /2  

Rezonator w postaci 
odcinka linii transmisyjnej 
o długości /2  

Rezonator dielektryczny

Rezonator dielektryczny

background image

Rezonatory 

Rezonatory 

 

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Przestrajanie 

rezonatora 

 

dielektrycznego 

za 

pomocą 

metalowej śruby

Przestrajanie 

rezonatora 

 

dielektrycznego 

za 

pomocą 

metalowej śruby

Filtr 

rezonatorem 

ferrimagnetycznym  YIG 

(Yttrium   

Iron  Garnet  –  itr-żelazo-granat)  – 
wykorzystanie  efektu  żyromagne-
tycznego;  YIG  –  kulka  o  średnicy  ok. 
1 mm, umieszczona wewnątrz pętli z 
drutu; impedancja na zaciskach pętli 
odpowiada  impedancji  równoległego 
układu LC 

Filtr 

rezonatorem 

ferrimagnetycznym  YIG 

(Yttrium   

Iron  Garnet  –  itr-żelazo-granat)  – 
wykorzystanie  efektu  żyromagne-
tycznego;  YIG  –  kulka  o  średnicy  ok. 
1 mm, umieszczona wewnątrz pętli z 
drutu; impedancja na zaciskach pętli 
odpowiada  impedancji  równoległego 
układu LC 

background image

Filtry 

Filtry 

 

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Filtry dolnoprzepustowe i ich schematy zastępcze 

Filtry dolnoprzepustowe i ich schematy zastępcze 

background image

Filtry 

Filtry 

 

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Filtry pasmowoprzepustowe 

Filtry pasmowoprzepustowe 

background image

Filtry 

Filtry 

 

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Bierne elementy  i podzespoły mikrofalowe - falowodowe

Filtr pasmowozaporowy i jego schemat zastępczy 

Filtr pasmowozaporowy i jego schemat zastępczy 

Filtry górnoprzepustowy 

Filtry górnoprzepustowy 


Document Outline