164850. lajstromszámú szabadalom • Kisméretű csomóponti cirkulátor és izolátor
3 164850 4 . hullámvezető, stb, kisméretű csomóponti másnéven „Junction" cirkulátorok és izolátorok megvalósítása és a cirkulátorokban és izolátorokban alkalmazott ferrit illetve gránát formatestek, az előmágnesezés (HQ egymágneses térrel) irányával nem párhuzamos, 5 célszerűen ana merőleges síkú méreteinek csökkentése. A cirkulátorokban és izolátorokban alkalmazott io ferrit ül. gránát formatestek méret csökkentését jelen találmány szerint úgy érjük el, hogy a tápvonalak csomópontjába olyan ferrit illetve gránát formatestet helyezünk el, amelyen az előmágnesezés irányára )6 merőleges mérete az eddig ismert - egyes formatesteknél képletek szerint is meghatározható — méretnél kisebb. A ferrit illetve gránát formatestet, a ferrit illetve a gránát formatest előmágnesezés irányára merőleges felületén kívüli felületének köz- 20 vétlen illetve X/8-nál kisebb környezetében teljesen vagy részben, de minimum az előmágnesezés irányára merőleges, legkisebb ferrit illetve gránát síkmetszet kerületének 50%-a mentén, a tápvonalban konden- 25 zátorral, kondenzátorokkal vesszük körül, és így a ferrit illetve gránát formatest oldalfalai mentén kapacitiv terhelést valósítunk meg. A kondenzátorokat illetve a kapacitiv falat meg lehet valósítani a mikrohullámú technikában szokásos módon, pl. 30 X/10-nél keskenyebb dielektrikummal, a tápvonalban behelyezett csavarokkal vagy botokkal, vagy kész mikrohullámú kondenzátorokkal, a tápvonal megfelelő méreteinek X/10-nél keskenyebb szélesség- ^ ben való csökkentésével stb. tehát minden olyan módon, amely a ferrit illetve gránát formatest megfelelő felületeinek közvetlen vagy X/8-nál kisebb környezetében kapacitást illetve kapacitiv terhelést hoz létre. (u.n. kvázi-kondenzátorok, stb.) Lényeges 40 azonban, hogy a ferrit illetve gránát formatest megfelelő felületeit koncentrált paraméterű kondenzátorral illetve kondenzátorokkal vegyül körül. Minél nagyobb értékű kondenzátort alkalmazunk annál jobban lehet a ferrit ül. gránát méretét csökkentem. A méret csökkentésnek a kondenzátorok megfelelő minőségben (pl. kisveszteséggel, jó hőfoktűréssel, stb.) való megvalósíthatósága szabott határt. Hogy érzékelhető méret csökkenést érjünk el a minden 50 tápvonalban feüépő egyenetlenségek következetében kialakult kapacitásoknál és szórt kapacitásoknál nagyságrendekkel nagyobb kapacitású kondenzátort keU megvalósítani úgy, hogy C >}io_3 /27rf 0 ,ahol C a M kondenzátor kapacitása Faradban f0 a cirkulátor középfrekvenciája Hz-ben. Az 1. ábrán két elvi vázlaton bemutatjuk, hogy az 1 tápvonalban elhelyezett 2 ferrit illetve gránát 6° formatest -HQ egyenmágneses térrel párhuzamos -felületei mentén kondenzátorokkal van körülvéve. A 2. 3. és 4. ábrák felül és oldalnézetben különböző, találmány szerinti megoldást mutat be. A 2. és 4. gg ábrákon a 2 ferrit illetve gránát formatest tárcsa alakú, a 3. ábrán háromszög alakú, továbbá az 1 tápvonalak 3 csomópontjában van elhelyezve. A 2. ábrán a ferrit illetve a gránát formatestet körülvevő kondenzátorok illetve kapacitiv fal 5 kapacitiv 70 botokkal és a 3. ábrán és 4. ábrán X/10-nél kisebb falvastagságú 4 dielektrikumú anyaggal vannak megvalósítva. Az 1. tápvonal például a 2. és 3. ábrákon csőtápvonal a 4. ábrán mikrosztrip tápvonal. 75 A találmány szerint például egy szalagtápvonalas cirkulátoron a kondenzátort, a kapacitiv terhelést célszerűen úgy valósítottuk meg, hogy a kis átmérőjű ferrit ül. gránát tárcsát egy X/10-nél kisebb gyűrűszélességű e=85 értékű kerámiával vettük körül. Ez kvázi koncentrált kapacitásként tekinthető. A cirkulátor kapuk csatolását X/4-es transzformátorral oldottuk meg. A cirkulátorban az alkalmazott gránát-tárcsa és a kerámia-gyűrű együttes átmérője az ismert cirkulátorokban alkalmazott ferrit-tárcsa átmérőjének a fele volt. A gránát-tárcsa átmérője: </)22, kerámia-gyűrű szélessége: 2 mm. Telítése: 750 Ga, dielektromos álalndója e: 14. A cirkulátor további adatai: 860 MHz-es középfrekvencia, 5%-os sávszélesség, 20 dB-nél nagyobb záróirányú csillapítás, 0,5 dB-nél kisebb nyitóirányú csillapítás, 1,2-nél nagyobb feszültség állóhullámarány. Mivel az anyagköltségek a cirkulátorok előállítási költségének jelentős részét - az alacsonyabb frekvenciákon több mint a felét - teszik ki, a találmány szerint megvalósított cirkulátorok előállítási költsége csökken. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Csomóponti cirkulátor és izolátor, amely ferrit illetve gránát formatesteket ületve aszimmetrikus permeabüitás tenzorú anyagokat tartalmaz, azzal jellemezve, hogy a tápvonalak csomópontjában olyan ferrit illetve gránát formatest van elhelyezve, amelynek az előmágnesezés irányára merőleges azon legkisebb mérete, amely a tápvonal csomópontja és a ferrittest oldal éle között van, kisebb mint értéke w V Meff e ahol oj az alkalmazási középfrekvencia, /^ff a ferrit vagy gránát mikrohullámú effektív permeabilitása, és e a ferrit vagy gránát dielektromos tényezője, továbbá a ferrit illetve a gránát formatest, a ferrit ületve a gránát formatest felületének - kivéve az előmágnesezésr irányára merőleges felületét - közvetlen Ületve az alkalmazási középfrekvencia által meghatározott hullámhossz (X) X/8-hál kisebb környezetében, teljesen vagy részben, minimum az előmágnesezés irányára merőleges, legkisebb ferrit ületve gránát síkmetszet kerületének 509^a mentén, a tápvonalba kondenzátorral, kondenzátorokkal és/vagy úgynevezett kvázi-kondenzátorokkal és/vagy kapacitiv faüal van körülvéve. 2. Az 1. igénypont szerinti cirkulátor és izolátor, azzal jeflemezve, hogy a ferrit illetve gránát formatestet körülvevő kondenzátor ületve kondenzátorok összegezett értéke és/vagy a kapacitiv fal nagysága Farad-ban nagyobb mint 10-3/2jrfo , ahol f0 a cirkulátor középfrekvenciája Herz-ben. 3. Az 1. - 2. igénypontok bármelyike szerinti cirkulátor és izolátor, azzal jellemezve, hogy a ferrit ületve gránát formatest felületei mentén - kivéve az előmágnesezés irányára merőleges felületeket — olyan 2
