Методика расчета геометрической конфигурации ферритовых элементов волноводных переключателей бортовых РЛС КВЧ диапазона Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 621.318.136.029.64

А.Ю. Седаков

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ КОНФИГУРАЦИИ ФЕРРИТОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ВОЛНОВОДНЫХ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЕЙ БОРТОВЫХ РЛС КВЧ ДИАПАЗОНА

Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр «Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова»

Представлена обобщенная методика расчета геометрической конфигурации ферритовых элементов для волноводных переключателей. Показано, что полученные приближенные соотношения для расчета размеров можно использовать при проектировании переключающих устройств для бортовых РЛС КВЧ диапазона.

Ключевые слова: развязывающее устройство, переключающее устройство, ферритовый элемент, КВЧ диапазон.

Введение

При проектировании приемопередающей аппаратуры бортовых РЛС обычно предъявляются жесткие технические требования ко всем составляющим блокам и узлам (малые габариты, низкое энергопотребление, высокое быстродействие переключения режимов работы, устойчивость к воздействию дестабилизирующих факторов и т.п.). С позиций удовлетворения этих требований наиболее перспективными переключающими устройствами приемопередатчиков и АФС являются волноводные переключатели с «внутренней» магнитной памятью [1-4], создаваемые на основе волноводных У- или Т-циркуляторов, в которых магнитный поток замыкается внутри ферритового элемента (ФЭ) с прямоугольной петлей гистерезиса.

Принцип работы таких переключателей основан на изменении направления намагниченности ФЭ за счет пропускания через управляющий виток импульсов тока различной полярности. Создаваемый импульсами тока магнитный поток замкнут внутри ФЭ, поэтому после прекращения протекания тока ФЭ остается намагниченным в определенном направлении до тех пор, пока через управляющий виток не будет пропущен импульс тока противоположной полярности. Рассматриваемое переключающее ферритовое устройство (ФУ) конструктивно мало отличается от волноводных развязывающих ФУ. Принципиальное отличие имеет только геометрия ФЭ. Конфигурация ФЭ должна быть такой, чтобы при намагничивании в нем формировался замкнутый магнитный поток, и обеспечивалась возможность выполнения геометрических размеров и обработки поверхностей с заданными точностью и качеством. С этих позиций наиболее подходящими для практического использования являются феррито-вые элементы в виде призматического У-разветвления [5, 6]. Однако возможно и другое конструктивное исполнение ФЭ, например, в виде треугольной призмы или какого-то другого сочетания наружных образующих поверхностей [7, 8]. Возможно различное конструктивное исполнение и внутренней конфигурации ФЭ.

Строгой теории, позволяющей рассчитывать и оптимизировать геометрию ФЭ для переключающих ФУ, до настоящего времени не создано, поскольку для решения соответствующей краевой задачи электродинамики конфигурация ФЭ очень сложная. Разработчиками переключающих ФУ используются различные полуэмпирические методики определения геометрии ФЭ, например, метод электродинамического подобия [9].

В процессе выполнения работ по созданию переключающих устройств в ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова», разработана достаточно простая методика приближен-

© Седаков А.Ю., 2012.

ного расчета конфигурации ФЭ [5, 6]. Поскольку в статическом состоянии (после прекращения действия управляющего сигнала) переключающие ФУ функционально не отличаются от развязывающих ФУ, логично было проанализировать возможность использования для создания методики инженерного расчета геометрических размеров ФЭ переключающих ФУ разработанной ранее методики расчета ФЭ развязывающих ФУ [6, 10, 11]. Первоначально данная возможность расценивалась только как потенциальная, выполнимая при определенных допущениях, основным из которых является возможность условного выделения в ФЭ переключающих ФУ областей, аналогичных по режиму работы ФЭ областям развязывающих ФУ.

Впоследствии отмеченная потенциальная возможность реализована в виде методики приближенного расчета геометрии ФЭ на основе использования результатов расчета цилиндрических элементов развязывающих ФУ. При этом приоритетным фактором выбора формы ФЭ был учет возможностей производственной и технологической баз [12, 13], который включал в себя анализ возможностей имеющегося в институте технологического оборудования и инструмента, а также перспективы их совершенствования и обновления. В настоящей статье автором предлагается обобщение основных положений этой методики с учетом ее апробации и уточнений, которые вносились в процессе проектирования и выпуска переключающих ФУ в течение последнего десятилетия.

Постановка задачи

Прежде, чем формулировать в общем виде задачу расчета геометрических размеров ФЭ переключающих ФУ, рассмотрим конкретный пример конфигурации ФЭ, используемых в переключающих ФУ КВЧ диапазона. На рис. 1, в увеличенном масштабе показан внешний вид (рис. 1, а) и внутренняя конфигурация (рис. 1, б) центральной и периферийной частей ФЭ в виде призматического У-разветвления. Как видно из рисунка, каждое плечо У-разветвления ФЭ имеет отверстия, предназначенные для размещения управляющего витка провода перемагничивания, параллельные плоскости основания. Эти отверстия разделяют ФЭ на центральную и три периферийные части. Центральная часть ферритового элемента (рис. 1, б) является аналогом цилиндрических ФЭ У- и Г-циркуляторов [14]. Отличие заключается лишь в том, что она (центральная часть) имеет форму многогранной призмы. Периферийные части ФЭ служат замыкателями магнитного потока в ФЭ, создаваемого импульсами тока, пропускаемого через управляющий виток, охватывающий центральную часть ФЭ. Управляющий виток провода перемагничивания проходит через отверстия в плечах У-разветвления и размещается в пазах, выполненных в ФЭ по периметру центральной части.

перемагничивания

а)

Центральная часть

б)

Рис. 1. Ферритовый элемент:

а - общий вид; б - внутренняя конфигурация

В общем случае центральная часть ФЭ может быть выполнена не только в виде девятигранной, но и в виде трехгранной, шестигранной или любой другой призмы с числом граней, кратным трем, а также в виде цилиндра. Сущность методики расчета [5, 6] заключается в следующем:

1. ФЭ условно разделяется на две части: центральную рабочую и периферийную вспомогательную. При этом предполагается, что центральная часть функционально аналогична цилиндрическому ФЭ развязывающих ФУ, поэтому ее геометрические размеры должны соответствовать размерам ФЭ развязывающего ФУ рассматриваемого частотного диапазона. Периферийная часть функционально представляет собой замыкатель магнитного потока с такими геометрическими размерами, при которых обеспечивается сохранение замкнутого магнитного потока внутри ФЭ, созданного в момент действия импульса тока.

2. Полагается, что площадь центральной части и суммарная площадь периферийных частей ФЭ в сечении, параллельном плоскости основания ФЭ, равны (обоснование этого предположения приведено далее в разделе 3).

3. Из условия равенства площадей центральной и периферийных частей сечения ФЭ выводятся выражения для расчета основных геометрических размеров ФЭ, как функций диаметра и длины (высоты) ФЭ, определяемым по методике работ [6, 10].

Расчет конфигурации ферритовых элементов

Рассмотрим вывод аналитических выражений для расчета геометрии ФЭ с цилиндрической формой центральной части, считая, что известны значения диаметра П центральной части и высоты Н ФЭ, которые соответствуют значениям диаметра Пф и длине (высоте) 1ф цилиндрического ФЭ развязывающего ФУ заданного частотного диапазона. Схематическое изображение геометрической конфигурации ФЭ для расчета основных его размеров представлено на рис. 2.

Рис. 2 - Схематическое изображение геометрической конфигурации ФЭ переключающего устройства для расчета его размеров

Сначала выбирается размер отверстия в поперечном сечении Ъ=2...35, где 5 - диаметр провода (вместе с изоляцией), образующего управляющий виток перемагничивания ФЭ. Выбор этого размера не имеет каких-либо физических ограничений, должна лишь быть обеспечена возможность свободного размещения и фиксации положения управляющего витка. После этого определяется диаметр окружности Б], описанной вокруг поперечного сечения центральной части ФЭ по формуле Б1=В+2Ъ (рис. 2).

Из геометрии структуры, изображенной на рис. 2, и условия D¡=D+2b следует, что размер А определится как

A = Dj sin60o = (D + 2b) . (1)

Размеры В и С выбираются из условий равенства площадей центральной части ФЭ Si и суммарной площади периферийных частей (замыкателей) S2. Это условие получено из следующих соображений: если площадь замыкателей S2 будет больше площади центральной части ФЭ Si, то ФЭ, безусловно, будет функционально пригоден для использования в составе ФУ, но его общие габариты будут избыточны; если площадь замыкателей S2 будет меньше площади центральной части ФЭ Si, это приведет к возрастанию магнитного сопротивления участка магнитной цепи, соответствующей периферийной части ФЭ, а, следовательно, и к возрастанию полного магнитного сопротивления ФЭ, что однозначно приведет к увеличению времени перемагничивания ФЭ (соответственно к увеличению времени переключения ФУ). Таким образом, оптимальным с позиций применения в составе бортовых РЛС является равенство указанных площадей. Следует заметить, что ранее в работах [5, 6] условие равенства этих площадей обосновывалось возможностью обеспечения однородности магнитного потока внутри ФЭ. Это не совсем корректно, поскольку ФЭ представляет собой изогнутый магнитопровод со сложной конфигурацией поверхностей и об однородности магнитного потока внутри него можно судить лишь с определенными приближениями.

Из рис. 2 следует:

S =^D~ • (2)

S2 = 3 х A(B - b) (3)

Равенство Si=S2 с учетом (2) и (3) приводит к уравнению

tTD2

— = 3A( B - b) (4)

Из выражения (4) определяется размер В

B = — + b (5)

12A V 7

С учетом (1) размер В вычисляется как

В = =*-+ b . (6)

643( D + 2b )

После этого получаем выражение для определения размера С

П „ D ttD2 D .

C = В+— = —J=-+ — + b. (7)

2 643(D + 2b) 2 v '

Второй размер отверстия h=2...3S в У-разветвлении, как и размер b, выбирается из условия свободного размещения провода управляющего витка в отверстии. При этом нужно учитывать, что толщина стенок между основаниями ФЭ и отверстиями должна быть больше величины a=(H—h)/2, определяемой прочностными характеристиками используемого материала. Эта величина должна быть такой, чтобы избежать разрушения указанных стенок под воздействием сил, возникающих во время формообразующих операций при изготовлении ФЭ. Экспериментально установлено, что величина стенок в ФЭ должна составлять не менее 0,25 мм.

Очевидно, что выражения (1), (6) и (7) однозначно определяют конфигурацию поперечного сечения ФЭ с учетом введенных условий.

Таким образом, при сделанных упрощениях и допущениях все размеры ферритового элемента переключающего ФУ с цилиндрической формой его центральной части можно рассчитать. Однако изготовление с высокой точностью ФЭ с цилиндрической формой центральной части с технологической точки зрения очень сложная задача. На практике такие ФЭ изготовить не удается. Конфигурация центральной части ФЭ в разрабатываемых ФУ, как правило, отличается от цилиндрической. Выбор конфигурации, в данном случае, производится с учетом возможностей производственной и технологической баз [8, 13], а именно: с учетом обеспечения возможности получения геометрических размеров и выполнения обработки поверхностей с заданной точностью.

Частный случай вывода аналитических выражений для расчета геометрических размеров ФЭ, центральная часть которого представляет собой девятигранную призму, рассмотрен в работах [5, 6]. В расчетах используется эквивалентный диаметр, принимаемый равным диаметру цилиндрического ФЭ развязывающего ФУ заданного частотного диапазона. Под эквивалентным диаметром понимается диаметр окружности, вписанной в поперечное сечение призматической центральной части ФЭ. При таком подходе строгий учет реальной конфигурации центральной части ФЭ в расчетах невозможен. Экспериментальные исследования переключателей с ФЭ, рассчитанными согласно [5, 6], показали, что центральная рабочая частота таких устройств может отличаться от заданной на 10-15%.

Для учета реальной конфигурации центральной части ФЭ и повышения точности расчета геометрических размеров ФЭ в процедуру расчета целесообразно ввести поправочные коэффициенты.

Из условия, что центральная часть ФЭ переключающего ФУ функционально является аналогом цилиндрического ФЭ развязывающего ФУ, логично допустить, что площадь сечения центральной части ФЭ должна равняться площади сечения цилиндрического ФЭ развязывающего ФУ.

В общем случае площадь сечения центральной части в полярных координатах можно определить с помощью выражения

7 2л

^ = - {[ г Ф) (8)

2 0

где г - полярный радиус переменной точки контура; ф - ее полярный угол.

На практике, как правило, площадь основания призм удобно выражать через диаметр вписанной окружности. Для общего случая, как и в работах [5, 6], под эквивалентным диаметром Пэкв будем понимать диаметр вписанной окружности в сечение центральной части ФЭ. Выбор диаметра вписанной окружности в качестве эквивалентного обусловлен удобством вывода выражений для определения фактической площади через этот диаметр. Очевидно, что средний поперечный размер призматической центральной части ФЭ несколько больше эквивалентного диаметра. Для компенсации этой неточности вводим в расчетные зависимости поправочный коэффициент, смысл которого заключается в установлении отношения между эквивалентным диаметром Пэкв и диаметром Пф развязывающего ФУ рассматриваемого частотного диапазона. Условно назовем его поправочным коэффициентом геометрических параметров кГ.

Эквивалентный диаметр Пэкв центральной части ФЭ можно представить в виде

А» = ¿Г А (9)

где кГ - поправочный коэффициент геометрических параметров; П -диаметр ФЭ развязывающего ФУ рассматриваемого частотного диапазона (соответствует значению диаметра Пф).

Очевидно, что для цилиндрической центральной части ФЭ эквивалентным диаметром будет сам этот диаметр, т.е. Пэкв=П и кГ = 1. Это утверждение следует из введенного опреде-

ления эквивалентного диаметра как диаметра окружности, вписаннои в поперечное сечение центральной части ФЭ.

Выражение (2) для расчета площади сечения центральной части ФЭ с учетом (9) будет иметь вид

^ = ^. (.0)

Соответственно выражения для определения размеров А (1), В (6) и С (7) примут вид:

А = (клБ + 2Ъ), (11)

5 = ь (12)

643 (кр + 2Ь)

с = + ЬР+ь. (13)

643 ( кр + 2Ь ) 2

Из допущения, что площадь сечения центральная части ФЭ переключающего устройства должна равняться площади сечения цилиндрического ФЭ развязывающего устройства рассматриваемого диапазона частот, можно рассчитать значение поправочного коэффициента кГ для любой конфигурации сечения центральной части ФЭ, выразив площадь поперечного сечения центральной части через эквивалентный диаметр Пэкв. Следует отметить, что указанное допущение является полуэмпирическим. Однако оно является очевидным по физическому смыслу, поскольку при равенстве указанных площадей сечений есть основание говорить о том, что и магнитные потоки электромагнитных полей, а, следовательно, и сами поля в центральной части ФЭ переключающих ФУ и ФЭ развязывающих ФУ отличаются мало. Кроме того, повышение точности определения размеров ФЭ при введении поправочных коэффициентов нашло экспериментальное подтверждение.

Рассмотрим в качестве примера несколько конфигураций сечения центральной части ФЭ, используемых при разработке переключающих ФУ в ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова», и определим для них значения поправочного коэффициента кГ.

На рис. 3 представлены поперечные сечения ФЭ схемы для расчета их геометрических размеров в случае, когда центральная часть выполнена в виде девятигранной (рис. 3, а) и шестигранной (рис. 3, б) призм.

Площадь поперечного сечения центральной части в виде девятигранной призмы вычисляется по формуле

^ = т!г Р2 экв • (14)

16

Эту же площадь можно выразить через усредненный поперечный размер (диаметр П), считая его равным диаметру Пф развязывающего ФУ, пользуясь выражением (2).

В результате получаем соотношение

9/3^2 (15)

16 Р экв 4 . ( )

С учетом выражений (9) и (15) рассчитывается значение поправочного коэффициента

Дкв = 2 _к_ D 3VV3

kr = —3® = 0,898. (16)

а)

б)

Рис. 3. Эскизы поперечных сечений для расчета геометрических размеров ферритовых элементов с центральной частью в виде девятигранной (а) и шестигранной (б) призм

Аналогично определяем значение поправочного коэффициента для ФЭ с центральной частью в виде шестигранной призмы. В данном случае имеем

— 3 В2 экв,

(17)

_ Вэкв

— "

В

А

л

2л/з

0,952.

(18)

Аналитические выражения (11), (12) и (13) получены для расчета геометрии ФЭ в виде девятигранной призмы в форме У- разветвления. В соответствии с рассматриваемой методикой можно получить выражения для расчета основных геометрических размеров ФЭ с различным сочетанием как внешних образующих поверхностей, так и внутренних. Для ФЭ в виде треугольной призмы, сечения для расчета размеров которых представлены на рис. 4, получены аналитические выражения для расчета основных геометрических размеров А, В, С.

а)

б)

Рис. 4. Эскизы поперечных сечений для расчета геометрических размеров ферритовых элементов в виде треугольной призмы

Для ФЭ с поперечным сечением, представленным на рис. 4, а, эти выражения имеют следующий вид:

■44зЛ, (19)

Л=k-ÄP

С =

(

2

\

(20) (21)

Для ФЭ с поперечным сечением, представленным на рис. 4, б), выражения для расчета размеров А, В и С имеют вид

к"В (22)

Л =

VT

-=+b

С =

4

5kÄD 4

Ъ.

(23)

(24)

В выражениях (19)-(24) значение коэффициента кГ имеет тот же смысл, что и в выражении (9).

Для удобства инженерного проектирования все выведенные соотношения для определения геометрических размеров ФЭ и рассчитанные значения поправочных коэффициентов сведены в табл. 1. Ими можно пользоваться как справочными данными при проектировании ФЭ для переключающих ФУ.

Представленную таблицу можно дополнять расчетными соотношениями для других конфигураций ФЭ, однако на практике вариантов для выбора конфигураций ФЭ не так уж много, если учитывать технологические и экономические аспекты изготовления ФЭ.

Расчетные соотношения для основных размеров сечения ФЭ

Таблица 1

Расчетные соотношения для основных размеров

Коэффициент, кГ

3

4

Я

Л = (kÄD + 2b),

в = *«ÄD)2 + b

6y[3 (kÄD + 2b) :

С =

*(kÄD)2

+ -

kD

6 43 (kÄD + 2b) 2

+ b

h=2...3ö, b=2...3ö,

кГ=1

kÄ = 3)1 *3

Окончание табл. 1

Пэкв= кгП,

где 3 - диаметр провода витка перемагничи-вания ФЭ;

П - диаметр ФЭ развязывающего ФУ соответствующего частотного диапазона

к* =

ж

Ьу/з

А = М

3

с=кР

ЛТж , 5 = ^+Ь

2

1 +

+ Ь,

* Ч2гз

VI У У

И=2...3д, Ь=2...3д

А = ЬР, 5 = + Ь.

с=+Ь,

4

И=2...3ё, Ь=2...33

"з чж

1

2

3

4

3

4

4

5

Заключение

В заключение отметим несколько важных обстоятельств, связанных с внедрением предложенной методики в практику проектирования переключающих ФУ.

1. Предложенная методика расчета конфигураций ФЭ прошла детальную отработку при проектировании и выпуске переключающих ФУ КВЧ диапазона для бортовых РЛС, выпускаемых в ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова» уже более десяти лет. Она неоднократно уточнялась, дополнялась, корректировалась. Сейчас эта методика используется в том виде, в котором предложена в настоящей статье. При этом выпускаемая конструкторская документация на переключающие ФУ не содержит подборов ФЭ, что очень важно для снижения себестоимости устройств, поскольку трудоемкость изготовления ФЭ весьма значительна и выход годных составляет ~ 70%.

2. Введение поправочных коэффициентов при расчете диаметра ФЭ позволяет в определенной мере «скомпенсировать» использованные достаточно грубые приближения и повысить точность установки центральной частоты рабочего диапазона частот до 5 -7%. Этого достаточно, чтобы при регулировке ФУ получить требуемое значение центральной частоты с помощью согласующих диэлектрических или металлических шайб в каждом волноводном плече устройства.

3. Для разработчика переключающих ФУ, на первый взгляд, кажется естественным ввести поправочные коэффициенты и при определении высоты ФЭ (размер Н), которая в предложенной методике считается исходным заданным параметром, определяемым для эквивалентного цилиндра по методике работ [6, 10]. Основанием для этого может служить то

обстоятельство, что вблизи торцов ФЭ магнитный поток замыкается через периферийные части ФЭ и магнитное поле направлено не вдоль, а поперек ФЭ. Однако это не оказывает существенного влияния на высоту ФЭ. Дело в том, что высота эквивалентного цилиндрического ФЭ определяется [15] из условий резонанса «синфазной» моды циркулятора (в которой учитываются только диэлектрические свойства феррита вдоль оси феррит-диэлектрического резонатора, поэтому отклонение магнитного поля на торцах призматического ФЭ от направления вдоль оси ФЭ в данном случае практически не играет роли.

Таким образом, в соответствии с рассмотренной методикой расчета по заданным исходным параметрам, включающим в себя центральную частоту рабочего диапазона частот, физические параметры феррита, величину внутреннего магнитного поля, намагничивающего феррит, и параметры входных волноводов, можно рассчитать все геометрические размеры ФЭ для переключающих ФУ.

На основе предложенной методики расчета ФЭ с использованием имеющейся в ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова» технологической базы разработано несколько типов переключающих ФУ восьмимиллиметрового диапазона на волноводах сечением 7,2^3,4 мм, которые использованы для отключения передатчика и подключения системы встроенного контроля в исследовательских самолетных радиолокационных комплексах и в радиолокаторах рельефометрических систем.

В табл. 2 представлены характерные размеры ФЭ (обозначение размеров - см. рис. 2). Приведенные допуски на выполнение размеров ФЭ обеспечиваются технологической базой и соответствуют реальным техническим требованиям, заложенным в конструкторской документации.

Таблица 2

Характерные размеры ФЭ, используемых в разработках переключателей на металлических волноводах сечением 7,2*3,4 мм

А, мм C, мм В, мм b, мм Н, мм h, мм

1,9-0,025 1,9-0,025 0,98±0,03 0,5±0,03 1,8-0,025 0,81±0,03

Рис. 5. Внешний вид и внутреннее устройство переключателя на металлических волноводах сечением 7,2*3,4 мм

На рис. 5 представлены внешний вид и внутреннее устройство одного из переключателей на металлических волноводах сечением 7,2*3,4 мм (в центре волноводного Т-разветвления показан ФЭ с управляющим витком). Основные электрические характеристики переключателя в полосе частот /0 ± 1 ГГц: вносимые потери Рпр < 0,5 дБ; развязки Робр > 20 дБ; КСВн < 1,25. Масса переключателя не превышает 25 г при габаритах 26*22*18 мм.

Библиографический список

1. Козлов, В.А. Приемопередающие устройства для бортовых импульсных РЛС миллиметрового диапазона / В.А. Козлов // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. -2002. Т. 5. № 4. С. 44-47.

2. Козлов, В.А. Опыт разработки приемопередающих устройств для бортовых импульсных РЛС миллиметрового диапазона / В.А. Козлов, А.Л. Кунилов, Д.Р. Шишкин // Новые технологии в радиоэлектронике и системах управления: Труды международной специализированной выставки-конференции военных и двойных технологий. - Н. Новгород, 2002. С. 46-48.

3. Козлов, В.А. Многоканальные ферритовые антенные переключатели миллиметрового диапазона волн // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2004. Т.7. № 3. С.64-66.

4. Бородин, В.Н. Многоканальные ферритовые антенные переключатели миллиметрового диапазона / В.Н. Бородин, В.А. Козлов // Новые технологии в радиоэлектронике и системах управления: Труды международной специализированной выставки-конференции военных и двойных технологий. Т. 4. - Н. Новгород, 2002. С. 49-50.

5. Козлов, В.А. Расчет и технология изготовления ферритовых элементов КВЧ-переключателей с «внутренней» магнитной памятью / В.А. Козлов, Ю.А. Светлаков // Антенны. 2005. Вып. №5 (96). С. 18-23.

6. Козлов, В.А. Расчет и технология изготовления ферритовых элементов волноводных развязывающих и переключающих КВЧ устройств / В.А. Козлов, Ю.А. Светлаков // Вопросы радиоэлектроники, сер. РЛТ. 2008. Вып. 3. С. 181-188.

7. Козлов, В.А. Выбор конфигурации ферритового элемента переключающего КВЧ устройства / В.А. Козлов, Ю.А. Светлаков // Информационные системы и технологии ИСТ-2007: материалы Международной научно-технической конференции. - Нижний Новгород, НГТУ, 2007. С. 65.

8. Козлов, В.А. Расчет и выбор конфигурации ферритового элемента для КВЧ переключателей / В.А. Козлов, Ю.А. Светлаков // Физика и технические приложения волновых процессов: материалы докладов VIII Международной научно-технической конференции: Приложение к журналу «Физика волновых процессов и радиотехнические системы» / под ред. В.Ф. Дмитрикова, В.А. Неганова, Г.П. Ярового и А.С. Ястребова. - СПб.: Политехника, 2009. - С. 184-185.

9. Воронков, В.Д. Быстродействующие ферритовые переключатели с магнитной памятью миллиметрового диапазона длин волн / В.Д. Воронков, В.А. Сильванович // Ферритовые СВЧ приборы и материалы: тезисы докладов конференций. Серия: Электроника СВЧ. - М.: ЦНИИ Электроника. 1984. Т. 3. С. 88-89.

10. Козлов, В.А. Расчет и технология изготовления феррит-диэлектрических элементов волно-водных КВЧ циркуляторов и вентилей / В.А. Козлов, А.В. Назаров, Ю.А Светлаков // Антенны. 2007. Вып. 2 (117). С. 25-30.

11. Козлов, В.А. О расчете ферритовых элементов волноводных КВЧ циркуляторов / В.А. Козлов, Ю.А Светлаков, А.Ю. Седаков // Антенны. 2012. Вып. 4 (177). С. 53-55.

12. Светлаков, Ю.А. Разработка комплекса технологий размерной обработки конструкционных деталей из ферритов / Ю.А. Светлаков, А.Ю. Седаков // Вопросы атомной науки и техники. 2009. № 1 (26). С. 82-84.

13. Седаков, А.Ю. Структура технологического обеспечения проектирования и изготовления СВЧ-компонентов бортовых РЛС // Антенны. 2010. Вып. 10 (161). С. 57-64.

14. Слободин, Г.Б. Ферритовые развязывающие приборы миллиметрового диапазона длин волн // Обзоры по электронной технике. Серия: Электроника СВЧ. - М.: ЦНИИ Электроника. -1988. Вып. 21 (1416). - 82 с.

15. Denlinger, E.J. Design of Partial Height Ferrite Waveguide Circulators / E.J. Denlinger // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. 1974. V. MTT-22. No 8. P. 810-813.

Дата поступления в редакцию 06.04.2012

A.Yu. Sedakov

DESIGN PROCEDURE OF THE GEOMETRICAL CONFIGURATION OF FERRITE ELEMENTS FOR WAVEGUIDES SWITCHES OF ONBOARD EHF RANGE RADARS

Federal State Owned Unitary Enterprise Federal Research and Production Center "Measuring system research institute named after Yu.Ye. Sedakov" (NIIIS)

Purpose: The objects of the paper are investigations, which may be used to create generalised design procedure of the geometrical configuration of ferrite elements.

Methodology: This design procedure is based on using of the method calculation for ferrite rods of Y-circulators. There are four regions in ferrite elements for waveguide switches: one active region und three regions of periphery. The active region is equivalent to ferrite rod of Y-circulator.

Findings: The paper contains some calculation results of main sizes for various configurations of ferrite elements for waveguide switches.

Implications: The received approximate expressions for calculation of the sizes can be used at designing of switching devices for onboard EHF range radars.

Value: The present study provides a starting-point for creation of practical method calculation for specialists and engineers.

Key words: isolating device, switching device, ferrite element, EHF of a range.