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高功率铁氧体环行器的研制 周雁翎 信息产业邮电子第三十八研究所 本文介绍了—种用于高功率徽设系统中的差相移式波导四端环行嚣．该环行器能同时满足高功率、小损耗的要 求a文中柚单阐述了高功事环千亍器的结构选择．分析了差相移式四端环行器的工作原理、采用有限元方法进行铁氧 体移相器的设计计算．井培出了实验结果及高功率设计讨论。 1引言 。 四端差相移式环行器的应用报普遍，它广泛用于收发系统中作收发开关之用。其承受功率高。 央型工作频率范围从1000MHz到170001忸-Iz．个别甚至可做到500MI-Iz。 环行器在雷达收发系统中把发射机发射的高功率信号传输到天线，再把天线接收到的回波信号 传输到接收机，起到收发开关的攫工作用。这种系统比由TR或ATR管组成的双工系统更具有优势： 因为当天线夫配或由于长线效应引起反射波时．由于环行作用反射波被送到接收端并被接收端TR 管短路再反射到负载端而被负载吸收掉，从而起到保护发射机的作用。 高功率环行嚣除用作收发开关外．还可作高功率微波系统中级间隔离器之用．因此分析研究这 种环行器具有根重要的实际意义。本文从实用旮々角度出发讨论了这种环行器的结构类型选择，阐述 了其工作原理，并利用有限元方法进行了设计计算，最后给出了实验结果及高功率讨论。在十二公 分波段r环行器能承受l 5Mw的峰值功率，在有水冷却的条件下．能承受12Kw的平均功率。 2环行器结构类型的选择 本文讨论的环行器为一种组合式结构，即环行器是由3dB电桥或是魔T和穆相器所组成。在 这类环行器中．整个网络内的相位和波幅关系都必须满足一定要求才能使这种组台网络构成环行 器。这种环行器通常有以下三种结构类型： 第一种：由两个魔T和移相器组成的形式。 第二种：由孵个电桥和移相器组成的形式。 第三种：由一个魔T、一个3dB电桥和移相器组成的形式． 第三种组成形式中的移相器均由非互易移相器组成．两路非互易移相器提供方向相反的90。 差相移。如图l所示。 由于这种结构形式不需要互易介质补偿，两路非互易移相器可以用完全相同的铁氧体来实现． 所以这种结构组成的环行器具有较宽的工作频带，便于在不同环境条件下实现环行，并且由于两路 移相器只需提供90。差相移．因此较前两种环行器体积小、结构紧凑。我们所选取的即是这种类 型的环行器。 3环行器的工作原理 ^ B C D r一 一00．·q —●—一V ， ； 1 ] ————-一q ～90‘}1 b c d 图1环行器工作愿理示意田 ·蛳· 如图l所示．假定从l端[!输入的波在“Aa”处为AdVO，理想状态下经魔T等幅同相辅出，而 3端口为隔离端，波在“Bb”处上下波导中均为A，2el…．经非互易移相器至“Cc”处，上波导中波 为A，2 由此可见从I端口输入的波全寄：扶2端口输出．在3、4两个端口是没有输出的。同样地．波Ae” 从2端口输入后。经3dB电桥将一半能量耦台至上波导中．且相位较下波导中滞后90。，即在“Cc” 处．上波导中波为A／2dLwr“”．下波导中波A／2e；”．经非互易移相器后在“Bb”处．上波导中波 为A／2etvO*-一“9．而下波导