ES2587981T3 - Circulador de guía de ondas con componente de acoplamiento de impedancias de variación progresiva - Google Patents

Circulador de guía de ondas con componente de acoplamiento de impedancias de variación progresiva Download PDF

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ES2587981T3 ES13179326.7T ES13179326T ES2587981T3 ES 2587981 T3 ES2587981 T3 ES 2587981T3 ES 13179326 T ES13179326 T ES 13179326T ES 2587981 T3 ES2587981 T3 ES 2587981T3
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Abstract

Una estructura (100) de guía de ondas, que comprende una pluralidad de brazos (105) de guía de ondas; una cavidad interna (106); una pluralidad de componentes de acoplamiento (108) de variación progresiva, en la que cada componente de acoplamiento (108) de variación progresiva en la pluralidad de componentes de acoplamiento (108) de variación progresiva tiene un extremo de variación progresiva estrecho (115) que está conectado a la cavidad interna (106) y un extremo de variación progresiva ancho (103) que está conectado a un brazo (105) de guía de ondas en la pluralidad de brazos (105) de guía de ondas, en la que el extremo de variación progresiva estrecho (115) es más estrecho que el extremo de variación progresiva ancho (103); y un elemento de ferrita (101) que tiene una pluralidad de segmentos (111) de elemento de ferrita dispuestos en la cavidad interna (106), caracterizado por que: cada segmento (111) en la pluralidad de segmentos (111) de elemento de ferrita se extiende a través del extremo de variación progresiva estrecho (115) de un componente de acoplamiento (108) de variación progresiva asociado en la pluralidad de componentes de acoplamiento de variación progresiva y el extremo de variación progresiva estrecho (115) del componente de acoplamiento (108) de variación progresiva asociado es más estrecho que el extremo de variación progresiva ancho (103) de modo que una magnitud de diferencia de impedancia entre cada brazo (105) de guía de ondas y la cavidad interna (106) que contiene el elemento de ferrita (101) es reducida, en el que la impedancia del brazo de guía de ondas es la impedancia de una guía de ondas que transporta energía de microondas a y desde el elemento de ferrita.

Description

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DESCRIPCION
Circulador de gma de ondas con componente de acoplamiento de impedancias de variacion progresiva ANTECEDENTES
Los circuladores tienen una amplia variedad de usos en aplicaciones comerciales y militares, espaciales y terrestres, y de baja y alta potencia. Un circulador de gma de ondas puede ser implementado en una variedad de aplicaciones, que incluyen pero no estan limitadas a conmutadores de redundancia de amplificador de bajo ruido (LNA), modulos T/R, aisladores para fuentes de alta potencia, y matrices de conmutacion. Una aplicacion importante para tales circuladores de gma de ondas es en el espacio, por ejemplo, en satelites, donde la fiabilidad es esencial y donde el tamano y el peso son importantes. Los circuladores hechos de un material de ferrita son deseables para estas aplicaciones debido a su alta fiabilidad debida a su carencia de partes moviles, cuyas partes moviles podnan desgastarse a lo largo del tiempo. Sin embargo, el ancho de banda de los circuladores de ferrita es limitado, lo que afecta a la capacidad de un solo circulador para funcionar sobre una banda amplia de frecuencias.
Por las razones indicadas anteriormente y por otras razones indicadas a continuacion que resultaran evidentes para los expertos en la tecnica por la lectura y comprension de la memoria, hay una necesidad en la tecnica de un circulador de ferrita acoplado en impedancias con ancho de banda mejorado.
RESUMEN
La presente invencion proporciona una estructura como se ha definido en la reivindicacion 1. La estructura puede incluir caractensticas de una cualquiera o mas de las reivindicaciones dependientes 2 a 7.
La presente invencion tambien proporciona un metodo como se ha definido en la reivindicacion 8. El metodo puede incluir las caractensticas de las reivindicaciones dependientes 9 y/o 10.
Las realizaciones de la presente descripcion proporcionan un circulador de gma de ondas con anchura reducida en una region de ferrita o de elemento de ferrita y seran comprendidas por la lectura y el estudio de la siguiente memoria.
Se proporcionan sistemas y metodos para un circulador de gma de ondas con componente de acoplamiento de variacion progresiva. En ciertas realizaciones, una estructura de gma de ondas comprende una pluralidad de brazos de gma de ondas; una cavidad interna; una pluralidad de componentes de acoplamiento de variacion progresiva, en los que cada componente de acoplamiento de variacion progresiva en la pluralidad de componentes de acoplamiento de variacion progresiva tiene un extremo de variacion progresiva estrecho que esta conectado a la cavidad interna y un extremo de variacion progresiva ancho que esta conectado a un brazo de gma de ondas en la pluralidad de brazos de gma de ondas, en el que el extremo de variacion progresiva estrecho es mas estrecho que el extremo de variacion progresiva ancho; y un elemento de ferrita que tiene una pluralidad de segmentos de elemento de ferrita dispuestos en la cavidad interna, en el que cada segmento en la pluralidad de segmentos de elemento de ferrita se extiende a traves del extremo de variacion progresiva estrecho de un componente de acoplamiento de variacion progresiva asociado en la pluralidad de componentes de acoplamiento de variacion progresiva y el extremo de variacion progresiva estrecho del componente de acoplamiento de variacion progresiva asociado es mas estrecho que el extremo de variacion progresiva ancho de tal manera que una magnitud de diferencia de impedancias entre cada brazo de gma de ondas y la cavidad interna que contiene el elemento de ferrita es reducida, en el que la impedancia del brazo de gma de ondas es la impedancia de una gma de ondas que transporta energfa de microondas a y desde el elemento de ferrita.
DIBUJOS
Comprendiendo que los dibujos representan solo realizaciones ejemplares y no deben ser por lo tanto considerados como limitadores del marco, las realizaciones ejemplares seran descritas con especificidad y detalle adicionales a traves de la utilizacion de los dibujos adjuntos, en los que:
La fig. 1 es un diagrama de bloques que ilustra una vista superior de un circulador de gma de ondas de acuerdo con una realizacion;
Las figs. 2 a 7 son diagramas de bloques que ilustran realizaciones alternativas de un circulador de gma de ondas;
La fig. 8 es una grafica de la perdida de insercion de un circulador de gma de ondas de acuerdo con una realizacion;
La fig. 9 es una grafica del aislamiento en un circulador de gma de ondas de acuerdo con una realizacion;
La fig. 10 es una grafica de la perdida de retorno de un circulador de gma de ondas de acuerdo con una realizacion,
La fig. 11 es un diagrama de bloques que ilustra una vista superior de un circulador de gma de ondas de multiples uniones de acuerdo con una realizacion; y
La fig. 12 es un diagrama de flujo que ilustra un metodo para el acoplamiento de impedancias de un circulador de gma de
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ondas a una grna de ondas de acuerdo con una realizacion.
De acuerdo con la practica comun, las distintas caractensticas descritas no estan dibujadas a escala sino que estan dibujadas para enfatizar caractensticas relevantes para la presente invencion. Caracteres de referencia indican elementos similares a lo largo de todas las figuras y del texto.
DESCRIPCION DETALLADA
En la siguiente descripcion detallada, se ha hecho referencia a los dibujos adjuntos que forman una parte de la misma, y en los que se muestran a modo de ilustracion realizaciones ilustrativas espedficas. Sin embargo, ha de comprenderse que se pueden utilizar otras realizaciones y que se pueden hacer cambios logicos, mecanicos, y electricos. Ademas, el metodo presentado en las figuras de los dibujos y en la memoria no ha de ser interpretado como limitativo del orden en el que se pueden realizar las operaciones individuales. La siguiente descripcion detallada, por lo tanto, no ha de ser tomada en un sentido limitativo.
Como se describe a continuacion en detalle, la presente descripcion describe distintas realizaciones para acoplamiento de impedancias mejorado del elemento de ferrita a la grna de ondas llena de aire en un circulador de grna de ondas, al tiempo que mejora el ancho de banda del circulador de grna de ondas. Para acoplar impedancias la grna de ondas llena de aire al elemento de ferrita dentro del circulador de grna de ondas, la anchura de la grna de ondas es estrechada en la region de la grna de ondas alrededor del elemento de ferrita de tal manera que la diferencia entre la impedancia de la combinacion de la region estrechada y el elemento de ferrita y la impedancia de la grna de ondas llena de aire es reducida. Tambien, se utiliza un transformador o un elemento de ferrita con propiedades espedficas para acoplar la impedancia entre el circulador de grna de ondas y la grna de ondas llena de aire. La grna de ondas se puede estrechar gradualmente a lo largo de la longitud del elemento de ferrita o estrechar a traves de al menos una operacion alrededor del elemento de ferrita para acoplar la impedancia el elemento de ferrita a la grna de ondas llena de aire. Reducir los desacoplamientos de impedancia entre la combinacion del elemento de ferrita y la region estrechada y la grna de ondas llena de aire mejora el ancho de banda de frecuencia del circulador de ferrita sin afectar al tamano, masa, o coste.
La fig. 1 es una vista superior de una estructura 100 de circulador de grna de ondas de acuerdo con una realizacion descrita en la presente exposicion. La estructura 100 de circulador de grna de ondas conecta a los brazos 105 de grna de ondas. Los brazos 105 de grna de ondas son grnas de ondas que se extienden desde la estructura 100 de circulador de grna de ondas, donde los brazos 105 de grna de ondas transportan energfa de microondas a y desde la estructura 100 de circulador de grna de ondas. Al menos en una realizacion, un componente de acoplamiento 108 de variacion progresiva conecta los brazos 105 de grna de ondas a una estructura 100 de circulador de grna de ondas. En ciertas implementaciones, la estructura 100 de circulador de grna de ondas es una union de brazo de grna de ondas en forma de y, que conecta a los tres brazos 105 de grna de ondas que se extienden cada uno lejos de un componente de acoplamiento 108 de variacion progresiva asociado. Tambien, en algunas implementaciones, los ejes longitudinales de los brazos 105 de grna de ondas estan dispuestos en un plano H de RF de la estructura 100 de circulador de grna de ondas, donde los brazos de grna de ondas estan dispuestos en el plano H de la estructura 100 de circulador de grna de ondas a intervalos de 120 grados.
En ciertas realizaciones, la estructura 100 de circulador de grna de ondas incluye una cavidad interna 106 que encierra un elemento de ferrita 101. El elemento de ferrita 101 esta hecho de un material no redproco tal como una ferrita, donde el material no redproco es tal que la relacion entre una corriente oscilante y el campo electrico resultante cambia si la ubicacion en la que esta situada la corriente y donde el campo es medido cambia. Los campos magneticos 107 creados en el elemento de ferrita 101, se pueden utilizar para hacer circular una senal de microondas 109 de propagarse en un brazo 105 de grna de ondas a propagarse en otro brazo 105 de grna de ondas conectado a la estructura 100 de circulador de grna de ondas. La inversion de la direccion del campo magnetico 107 invierte la direccion de circulacion dentro del elemento de ferrita 101. La inversion de la direccion de circulacion dentro del elemento de ferrita 101 tambien cambia que el brazo 105 de grna de ondas propague la senal lejos del elemento de ferrita 101. Al menos en una realizacion ejemplar, una estructura 100 de circulador de grna de ondas esta conectada a tres brazos 105 de grna de ondas, donde uno de los brazos 105 de grna de ondas funciona como un brazo de entrada y dos brazos 105 de grna de ondas funcionan como brazos de salida. El brazo 105 de grna de ondas de entrada propaga la senal de microondas 109 a la estructura 100 de circulador de grna de ondas, donde la estructura 100 de circulador de grna de ondas hace circular la senal de microondas 109 a traves del elemento de ferrita 101 y fuera de uno de los dos brazos 105 de grna de ondas de salida. Cuando se cambian los campos magneticos 107, la senal de microondas 109 es hecha circular a traves del elemento de ferrita 101 y fuera del otro de los dos brazos 105 de grna de ondas de salida. Asf, un elemento de ferrita 101 tiene una direccion seleccionable de circulacion. Una senal de microondas 109, recibida desde un brazo 105 de grna de ondas de entrada puede ser encaminada con una perdida de insercion baja desde el brazo 105 de grna de ondas a cualquiera de los otros brazos 105 de grna de ondas de salida.
En ciertas implementaciones, los segmentos 111 del elemento de ferrita 101 sobresalen a los brazos 105 de grna de ondas separados. Por ejemplo, el elemento de ferrita 101 puede ser un elemento de ferrita 101 en forma de Y. Sin embargo, el elemento de ferrita 101 tambien puede tener otras formas, tales como un disco triangular, un cilindro, y similar. Al menos en una implementacion, el elemento de ferrita 101 es un circulador de ferrita conmutable o que se puede enclavar en oposicion a un circulador de ferrita de polarizacion fija, donde un circulador de ferrita que se puede
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enclavar es un circulador donde la direccion de circulacion puede ser enclavada en una cierta direccion. Para hacer conmutable el elemento de ferrita 101, un arrollamiento de magnetizacion 125 es enfilado a traves de las aberturas 135 en los segmentos 111 del elemento de ferrita 101 que sobresale hacia los brazos 105 de gma de ondas separados. Estas aberturas 135 son creadas perforando un agujero a traves de una parte del elemento de ferrita 101 que sobresale en cada brazo 105 de gma de ondas separado. El arrollamiento de magnetizacion 125 es enfilado a traves de las aberturas 135. Las corrientes hechas pasar a traves del arrollamiento de magnetizacion 125 controlan y establecen un campo magnetico 107 en el elemento de ferrita 101 donde una parte del campo magnetico no es paralela al plano H. La polaridad de campo magnetico 107 puede ser conmutada por la aplicacion de corriente sobre el arrollamiento de magnetizacion 125 para crear un circulador conmutable. La parte de elemento de ferrita 101 donde los segmentos 111 del elemento de ferrita 111 convergen y hacia el interior de las tres aberturas 135 se refiere a una seccion resonante 130 de elemento de ferrita 101. Las dimensiones de la seccion resonante 130 determinan la frecuencia de funcionamiento para circulacion de acuerdo con el diseno y la teona convencionales. Los tres segmentos sobresalientes 111, o patas de elemento de ferrita 101 hacia el exterior de las aberturas de arrollamiento de magnetizacion 135 actuan ambos como trayectorias de retorno para los campos de polarizacion en la seccion resonante 130 y como transformadores de impedancia fuera de la seccion resonante 130.
En ciertas implementaciones, un transformador dielectrico 110 de cuarto de onda esta unido al extremo de segmentos de elemento de ferrita 101 que estan mas lejos de la mitad del elemento de ferrita 101. Los transformadores dielectricos 110 de cuarto de onda ayudan en la transicion desde un elemento de ferrita 101 a un brazo 105 de gma de ondas lleno de aire. Los transformadores dielectricos 110 pueden acoplar la impedancia inferior de un elemento de ferrita 101 a la de los brazos 105 de gma de ondas llenos de aire. En implementaciones alternativas, el elemento de ferrita 101 transita a un brazo 105 de gma de ondas lleno de aire sin un transformador de ayuda. Para transitar directamente, sin un transformador de ayuda, desde el elemento de ferrita 101 a un brazo 105 de gma de ondas lleno de aire, el elemento de ferrita 101 puede ser disenado de modo que la impedancia del elemento de ferrita 101 se acople a la impedancia de brazo 105 de gma de ondas lleno de aire. Por ejemplo, el elemento de ferrita 101 puede ser disenado para ser estrecho en comparacion con elementos de ferrita 101 correspondientes que son disenados para interconectar con los transformadores dielectricos 110. Ademas, el material que es utilizado para fabricar el elemento de ferrita 101 es seleccionado para que tenga un valor de magnetizacion de saturacion particular, de tal manera que la impedancia del elemento de ferrita 101 se acople a la impedancia de brazo 105 de gma de ondas lleno de aire.
En otras realizaciones, un separador dielectrico 102 esta dispuesto sobre una superficie de elemento de ferrita 101 que es paralela al plano H. El separador dielectrico 102 es utilizado para posicionar de forma segura el elemento de ferrita 101 en el alojamiento y para proporcionar una trayectoria termica fuera del elemento de ferrita 101 para aplicaciones de potencia elevada. En algunas realizaciones, se utilizana un segundo separador dielectrico 113, situado sobre una superficie de elemento de ferrita 101 que esta opuesta a la superficie del elemento de ferrita 101 en contacto con el separador dielectrico 102. Los componentes descritos anteriormente estan dispuestos dentro de la estructura 100 de circulador de gma de ondas conductora. Los elementos de acoplamiento 104 son botones dielectricos o metalicos capacitivos/inductivos utilizados para mejorar empmcamente el acoplamiento de impedancias entre el elemento de ferrita 101 y los brazos 105 de gma de ondas sobre una banda de frecuencia de funcionamiento deseada. Los elementos de acoplamiento 104 empmcos puede estar dispuestos sobre la superficie de la estructura 100 de circulador de gma de ondas conductora para mejorar el acoplamiento de impedancias.
En algunas realizaciones ejemplares descritas en la presente exposicion, la magnitud de diferencia de impedancia entre la cavidad interior 105 que contiene el elemento de ferrita 101 y el brazo 105 de gma de ondas lleno de aire es reducida estrechando la anchura entre las paredes del brazo 105 de gma de ondas lleno de aire que son perpendiculares al plano H a traves de un componente de acoplamiento 108 de variacion progresiva. Los componentes de acoplamiento 108 de variacion progresiva reducen la magnitud de diferencia de impedancia entre la cavidad interior 106 que contiene el elemento de ferrita 101 y el brazo 105 de gma de ondas. En algunas realizaciones, los componentes de acoplamiento 108 de variacion progresiva estan acoplados al brazo 105 de gma de ondas en el extremo de variacion progresiva ancho 103 y acoplado a la cavidad interior 106 en el extremo de variacion progresiva estrecho 115. En ciertas realizaciones, la anchura de un componente de acoplamiento 108 de variacion progresiva es mas estrecha en el extremo de variacion progresiva estrecho 115 que en el extremo de variacion progresiva ancho 103, donde la anchura en el extremo de variacion progresiva ancho 103 es igual a la anchura de un brazo 105 de gma de ondas. La anchura del extremo de acoplamiento 108 de impedancia de variacion progresiva resulta mas estrecha en el extremo de acoplamiento de impedancia 115 para reducir la diferencia entre la magnitud de impedancia de la cavidad interior 105 que contiene el elemento de ferrita 101 y el componente de acoplamiento 108 de variacion progresiva en el extremo de variacion progresiva estrecho 115 y la impedancia del brazo 105 de gma de ondas. Como se ha descrito anteriormente, el extremo de variacion progresiva estrecho 115 del componente de acoplamiento 108 de variacion progresiva esta proximo al elemento de ferrita 101 dentro de la cavidad interior 106. Ademas, en algunas realizaciones, los segmentos 111 de elemento de ferrita 101 se extienden hacia la longitud del componente de acoplamiento 108 de variacion progresiva de tal manera que tanto el extremo de variacion progresiva estrecho 115 como el extremo de variacion progresiva ancho 103 estan proximos al elemento de ferrita 101. Despues de la fabricacion del circulador de gma de ondas 101, los elementos de acoplamiento empmcos 104 son colocados sobre la superficie de la estructura 100 de circulador de gma de ondas conductora para acoplar de forma mas precisa la impedancia de la combinacion del elemento de ferrita 101 y el componente de acoplamiento de variacion progresiva a la impedancia de los brazos 105 de gma de ondas. Ademas,
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estrechar la anchura de la gma de ondas en la region alrededor del elemento de ferrita 101 reduce la magnitud de la diferencia de impedancia entre el elemento de ferrita 101 cargado en la region de la cavidad interior 106 y los brazos 105 de gma de ondas, mejorando de este modo el ancho de banda conseguido a traves de los segmentos de ferrita 111 y las secciones de acoplamiento de impedancia de transformador dielectrico 110.
Las figs. 2-7 representan diagramas de bloques que ilustran diferentes realizaciones de un componente de acoplamiento de variacion progresiva que acopla la impedancia entre una cavidad interior que contiene un elemento de ferrita 101 y un brazo de gma de ondas. En particular, la fig. 2 representa un circulador 200 de gma de ondas que incluye un componente de acoplamiento 208 de variacion progresiva que transita desde la anchura de un brazo 205 de gma de ondas en un extremo de variacion progresiva ancho 203 a la anchura mas estrecha en un extremo de variacion progresiva estrecho 215 escalonando los lados de los brazos 205 de gma de ondas hacia el elemento de ferrita 101. Mas alla del componente de acoplamiento de variacion progresiva, el circulador 200 de gma de ondas es generalmente similar al circulador 100 de gma de ondas en la fig. 1. En particular, el circulador 200 de gma de ondas incluye un elemento de ferrita 101, transformadores dielectricos 110, un separador 102, y brazos 205 de gma de ondas, que son respectivamente similares al elemento de ferrita 101, a los transformadores 110, al separador 102 y a los brazos 105 de gma de ondas como se ha descrito anteriormente en la fig. 1. Como se ha ilustrado en la fig. 2, debido a que el componente de acoplamiento 208 de variacion progresiva cambia de anchura por escalonamiento desde la anchura en el extremo de variacion progresiva ancho 203 a la anchura en el extremo de variacion progresiva estrecho 215, el componente de acoplamiento 208 de variacion progresiva esta situado completamente proximo al elemento de ferrita 101. La fig. 3 ilustra una realizacion alternativa para un circulador 300 de gma de ondas donde la anchura del componente de acoplamiento 308 de variacion progresiva entre el extremo de variacion progresiva ancho 303 y el extremo de variacion progresiva estrecho 315 resulta constantemente mas estrecha pero la tasa a la que se estrecha el componente de acoplamiento 308 de variacion progresiva disminuye cuando la ubicacion a lo largo del componente de acoplamiento 308 de variacion progresiva resulta mas cercana al extremo de variacion progresiva estrecho 315. Asf, el componente de acoplamiento 308 de variacion progresiva se estrecha a traves de una superficie curvada entre el extremo de variacion progresiva ancho 303 y el extremo de variacion progresiva estrecho 315. De otra manera, como el circulador 200 de gma de ondas, el circulador 300 de gma de ondas es similar al circulador 100 de gma de ondas en la fig. 1. En particular, el circulador 300 de gma de ondas incluye un elemento de ferrita 101, transformadores dielectricos 110, un separador 102, y brazos 305 de gma de ondas, que son respectivamente similares al elemento de ferrita 101, a los transformadores dielectricos 110, al separador 102, y a los brazos 105 de gma de ondas como se ha descrito anteriormente en la fig. 1.
La fig. 4 representa un circulador 400 de gma de ondas que es similar a un circulador 100 de gma de ondas en la fig. 1 con la excepcion de que el elemento de ferrita 401 es acoplado en impedancia al brazo 405 de gma de ondas sin la ayuda de transformadores dielectricos. De otra manera, el circulador 400 de gma de ondas incluye un separador 402, brazos 405 de gma de ondas y un componente de acoplamiento 408 de variacion progresiva que son respectivamente similares al separador 102, a los brazos 105 de gma de ondas, y al componente de acoplamiento 108 de variacion progresiva como se ha descrito anteriormente. Las realizaciones de circulador 400 de gma de ondas que carecen de transformadores dielectricos pueden ser utilizadas en aplicaciones que proporcionan menos espacio para el circulador 400 de gma de ondas. Los circuladores de gma de ondas que carecen de transformadores dielectricos se han descrito en la Patente Norteamericana 7.242.263 titulada "TRANSFORMER-FREE WAVEGUIDE CIRCULATOR" (“CIRCULADOR DE GUA DE ONDAS LIBRE DE TRANSFORMADOR”) presentada el 18 de Agosto de 2005.
La fig. 5 ilustra una realizacion alternativa para un circulador 500 de gma de ondas donde los componentes de acoplamiento 508 de variacion progresiva conectados a dos brazos 505 de gma de ondas adyacentes son contiguos. Como se ha mostrado en la fig. 1, los componentes de acoplamiento 108 de variacion progresiva en dos brazos 105 de gma de ondas adyacentes estan conectados a traves de una region plana 117 que es aproximadamente perpendicular al eje longitudinal del brazo 105 de gma de ondas no adyacente, donde el circulador 100 de gma de ondas contiene tres brazos 105 de gma de ondas. La region plana proporciona una sola superficie para que los arrollamientos magneticos 135 entren en el circulador 100 de gma de ondas. Como se ha ilustrado en la fig. 5, el circulador 500 de gma de ondas no posee la superficie plana entre regiones de transicion en los brazos 505 de gma de ondas adyacentes. De modo diferente, el circulador 500 de gma de ondas es similar al circulador 100 de gma de ondas. Por ejemplo, el circulador 500 de gma de ondas incluye un elemento de ferrita 101, transformadores dielectricos 110, un separador 102, y brazos 505 de gma de ondas, que son respectivamente similares al elemento de ferrita 101, a los transformadores dielectricos 110, al separador 102 y a los brazos 105 de gma de ondas como se ha descrito anteriormente.
La fig. 6 representa un circulador 600 de gma de ondas que incluye un componente de acoplamiento 608 de variacion progresiva que transita desde la anchura de un brazo 605 de gma de ondas en el extremo de variacion progresiva ancho 603 a la anchura mas estrecha en el extremo de variacion progresiva estrecho 615 a traves de una serie de escalones que estrechan los lados de los brazos 105 de gma de ondas hacia el elemento de ferrita 101. Mas alla del componente de acoplamiento de variacion progresiva, el circulador 600 de gma de ondas es generalmente similar al circulador 100 de gma de ondas en la fig. 1. En particular, el circulador 600 de gma de ondas incluye un elemento de ferrita 101, transformadores dielectricos 110, un separador 102, brazos 605 de gma de ondas, que son respectivamente similares al elemento de ferrita 101, a los transformadores dielectricos 110, al separador 102, y a los brazos 105 de gma de ondas como se ha descrito anteriormente en la fig. 1.
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La fig. 7 ilustra una realizacion alternativa para un circulador 700 de gma de ondas donde componentes de acoplamiento 708 de variacion progresiva conectados a dos brazos 705 de gma de ondas adyacentes son contiguos. Como se ha mostrado en la fig. 1, los componentes de acoplamiento 108 de variacion progresiva sobre dos brazos 105 de gma de ondas adyacentes estan conectados a traves de una region plana 117 que es aproximadamente perpendicular al eje longitudinal del brazo 105 de gma de ondas no adyacente, donde el circulador 100 de gma de ondas contiene tres brazos 105 de gma de ondas. La region plana proporciona una sola superficie para que los arrollamientos magneticos 135 entren en el circulador 100 de gma de ondas. Como se ha ilustrado en la fig. 7, el circulador 700 de gma de ondas no posee la superficie plana entre regiones de transicion sobre brazos 705 de gma de ondas adyacentes. Ademas, los componentes de acoplamiento 708 de variacion progresiva se extienden mas alla del elemento de ferrita y de los transformadores dielectricos a los brazos 705 de gma de ondas. De modo diferente, el circulador 700 de gma de ondas es similar al cirulador 100 de gma de ondas. Por ejemplo el circulador 700 de gma de ondas incluye un elemento de ferrita 101, transformadores dielectricos 110, un separador 102, y brazos 705 de gma de ondas, que son respectivamente similares al elemento de ferrita 101, a los transformadores dielectricos 110, al separador 102, y a los brazos 105 de gma de ondas como se ha descrito anteriormente.
Las figs. 8-10 son graficas que ilustran el ancho de banda de diferentes caractensticas de una realizacion descrita por la presente exposicion. Por ejemplo, la fig. 8 es una grafica 800 del ancho de banda 802 para la perdida de insercion para una realizacion descrita por la presente exposicion. Como se ha mostrado en la grafica 800, el ancho de banda 802 para una perdida de insercion de 0,12 dB o menos es aproximadamente de 6 GHz. Ademas, la fig. 9 es una grafica 900 del aislamiento para una realizacion descrita por la presente exposicion. Como se ha mostrado en la grafica 900, el ancho de banda 902 para un nivel de aislamiento de 23 dB o mayor es aproximadamente de 6 GHz. Tambien, la fig. 10, es una grafica 1000 de la perdida de retorno para una realizacion descrita por la presente exposicion. Como se ha mostrado en la grafica 1000, el ancho de banda 1002 para una perdida de retorno de 23 dB o mayor es tambien aproximadamente de 6 GHz.
La fig. 11 es un diagrama que ilustra una vista superior de un circulador de gma de ondas de multiples uniones con una segunda realizacion de la invencion. Esta configuracion de circulador es denominada como una red de conmutacion de cuatro ranuras, de un solo polo (SP4T). Un conmutador SP4T se compone de tres circuladores de conmutacion y tambien es denominado como un circulador de multiples uniones con tres uniones de ferrita. Es importante observar que aunque las realizaciones descritas ilustran el elemento de ferrita como en forma de Y con tres patas, la invencion tambien puede incluir la utilizacion de elementos de ferrita que tienen una variedad de formas diferentes, incluyendo un disco triangular. Aunque no se puede considerar que estas formas tengan patas o segmentos sobresalientes como se ha descrito anteriormente, sin embargo tienen un segmento particularmente sobresaliente que funciona de una manera similar a los elementos descritos anteriormente.
La fig. 11 muestra una estructura 1100 de gma de ondas conductora que incluye tres elementos de ferrita (tambien llamados toroides) 1102, 1104, y 1106 configurados de manera que al menos una pata de cada elemento de ferrita es adyacente a una pata de un elemento de ferrita contiguo. Cada elemento de ferrita 1102, 1104, y 1106 tiene tres segmentos y tiene separadores dielectricos 1108, 1110, y 1112, dispuestos respectivamente sobre su superficie exterior. Hay aberturas perforadas a traves de cada segmento del elemento de ferrita 1102 de modo que el arrollamiento magnetizado 1114 puede ser enfilado a traves de cada segmento del elemento de ferrita 1102. De manera similar, los elementos de ferrita 1104 y 1106 tienen arrollamientos magneticos 1116 y 1118, enfilados respectivamente a traves de cada segmento. Alternativamente, los arrollamientos magneticos son enfilados a traves de al menos uno de los segmentos, pero no necesariamente los tres.
Todos los componentes descritos anteriormente estan dispuestos dentro de la estructura 1100 de gma de ondas conductora, y como en la primera realizacion, la estructura de gma de ondas conductora esta generalmente llena de aire. La estructura 1100 de gma de ondas conductora tambien incluye brazos de entrada/salida 1130, 1132, 1134, 1136, y 1138 de gma de ondas. Los brazos 1130, 1132, 1134, 1136, y 1138 de gma de ondas proporcionan interfaces para entrada y salida de serial.
Un segmento de cada uno del elemento de ferrita 1104 y dos segmentos de elementos de ferrita 1102 y 1106 estan acoplados en impedancia directamente a los brazos 1130, 1132, 1134, 1136, y 1138 de gma de ondas, respectivamente. El acoplamiento de impedancia es conseguido a traves del diseno de los elementos de ferrita 1102, 1104, y 1106 y de los separadores dielectricos 1108, 1110, y 1112. En ciertas realizaciones, los transformadores de cuarto de onda son utilizados para ayudar a acoplar la impedancia entre los segmentos de elementos de ferrita 1102, 1104, y 1106 y los brazos 1130, 1132, 1134, 1136, y 1138 de gma de ondas. Ademas, las anchuras de los brazos 1130, 1132, 1134, 1136, y 1138 de gma de ondas pasan a traves de un componente de acoplamiento de variacion progresiva que esta proximo a cada segmento de cada elemento de ferrita 1102, 1104, y 1106, donde la anchura de los componentes de acoplamiento de variacion progresiva se estrecha de tal manera que la diferencia entre la impedancia de las cavidades interiores cargadas con los elementos de ferrita 1102, 1104, y 1106 y la impedancia de los brazos 1130, 1132, 1134, 1136, y 1138 de gma de ondas es reducida. Como se ha mostrado en la fig. 11, los segmentos adyacentes de los elementos de ferrita 1102 y 1104 tienen componentes de acoplamiento de variacion progresiva alrededor de segmentos adyacentes. De manera similar, los segmentos adyacentes de los elementos de ferrita 1104 y 1106 tambien tienen componentes de acoplamiento de variacion progresiva alrededor de segmentos adyacentes.
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En funcionamiento como un conmutador SP4T, una senal de RF es proporcionada como una entrada a traves del brazo 1130 de gma de ondas y la senal de RF es entregada como una salida a traves de uno de los otros brazos 1132, 1134, 1136, y 1138 de gma de ondas. Por ejemplo, la senal entra en la estructura 1100 de gma de ondas despues de desplazarse a traves del brazo 1130 de gma de ondas y es recibida por el elemento de ferrita 1104. Dependiendo de la magnetizacion del elemento de ferrita 1104, la senal de RF es dirigida bien hacia el elemento de ferrita 1102 o bien hacia el 1106. La direccion de la senal de RF que se propaga a traves del elemento de ferrita 1102, 1104, y 1106 puede ser descrita como en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj con respecto al centro del elemento de ferrita. Por ejemplo, si la senal introducida a traves del brazo 1130 de gma de ondas pasa en el sentido de las agujas del reloj a traves del elemento de ferrita 1104, se propagara en la direccion del elemento de ferrita 1106. Para que esta senal continue a traves del elemento de ferrita 1106 hacia el brazo 1132, la magnetizacion del elemento de ferrita 1106 debena ser establecida de modo que la senal de propagacion pase en el sentido contrario a las agujas del reloj con respecto a la union central del elemento de ferrita 1106. La senal de RF saldra de este modo a traves del brazo 1132 de gma de ondas con perdida de insercion baja. Para cambiar el puerto de salida de perdida baja desde la salida 1132 a una salida diferente 1138, una corriente de magnetizacion es hecha pasar a traves del arrollamiento de magnetizacion 1116 de modo que cause la circulacion a traves del elemento de ferrita 1104 en sentido contrario a las agujas del reloj, y una corriente de magnetizacion es hecha pasar a traves del arrollamiento de magnetizacion 1114 de modo que cause la circulacion a traves del elemento de ferrita 1102 en el sentido de las agujas del reloj. Esto permite que la senal de RF se propague desde el brazo de entrada 1130 al segundo brazo de salida 1138 con perdida de insercion baja (ACTIVADO efectivamente) y desde el brazo de entrada 1130 a los otros brazos de salida 1132, 1134, y 1136 con perdida de insercion alta (DESACTIVADO efectivamente). Los componentes de acoplamiento de variacion progresiva alrededor de los elementos de ferrita, permiten la propagacion de la senal de RF desde el brazo de entrada 1130 a cualquiera de los brazos de salida 1132, 1134, 1136, y 1138 con una diferencia de impedancia reducida entre las cavidades interiores cargadas con los elementos de ferrita 1102, 1104, y 1106 y los brazos 1130, 1132, 1134, 1136, y 1138 de gma de ondas.
La fig. 12 es un diagrama de flujo que ilustra un metodo 1200 para acoplar en impedancia un circulador de gma de ondas a una gma de ondas. El metodo 1200 comienza en 1202 con la propagacion de una senal a traves de un primer brazo de gma de ondas, en el que el primer brazo de gma de ondas esta acoplado a un extremo de variacion progresiva ancho de un primer componente de acoplamiento de variacion progresiva, en el que un extremo de variacion progresiva estrecho del primer componente de acoplamiento de variacion progresiva esta acoplado a una cavidad interna, en que un elemento de ferrita esta dispuesto dentro de la cavidad interna. El metodo 1200 prosigue en 1204 con la propagacion de la senal a traves del primer componente de acoplamiento de variacion progresiva que ha de ser recibido por un primer segmento del elemento de perrita que se extiende a traves del extremo de variacion progresiva estrecho del primer componente de acoplamiento de variacion progresiva, en el que el extremo de variacion progresiva estrecho es mas estrecho que el extremo de variacion progresiva ancho de tal manera que una primera magnitud de diferencia de impedancia entre el primer brazo de gma de ondas y la cavidad interna que contiene el elemento de ferrita es reducida.
El metodo 1200 prosigue en 1206 haciendo circular la senal desde el primer segmento a un segundo segmento del elemento de ferrita, en el que el segundo elemento del elemento de ferrita se extiende a traves de un segundo componente de acoplamiento de variacion progresiva acoplado a la cavidad interna, en que el segundo componente de acoplamiento de variacion progresiva tiene un extremo de variacion progresiva estrecho que es mas estrecho que un segundo extremo de variacion progresiva ancho de tal manera que una primera magnitud de diferencia de impedancia entre el primer brazo de gma de ondas y la cavidad interna que contiene el elemento de ferrita es reducida. El metodo 1200 prosigue en 1208 con la propagacion de la senal a traves del segundo componente de acoplamiento de variacion progresiva al segundo brazo de gma de ondas.
Otros ejemplos
El ejemplo 1 incluye un circulador de gma de ondas, que comprende una estructura de gma de ondas, incluyendo la estructura de gma de ondas una pluralidad de brazos de gma de ondas que se extienden desde una union de brazo de gma de ondas, en el que la pluralidad de brazos se conectan a la union de brazo de gma de ondas en una pluralidad de componentes de acoplamiento de variacion progresiva, en el que cada componente de acoplamiento de variacion progresiva en la pluralidad de componentes de acoplamiento de variacion progresiva tiene un extremo de variacion progresiva estrecho que esta proximo a la union de brazo de gma de ondas y un extremo de variacion progresiva ancho que esta distal a la union de brazo de gma de ondas, en el que la anchura del extremo de variacion progresiva estrecho es mas estrecha a lo largo de un plano H para la estructura de gma de ondas que el extremo de variacion progresiva ancho; y un elemento de ferrita dispuesto en la union de brazo de gma de ondas y que tiene una pluralidad de segmentos que acoplan el numero de brazos de gma de ondas, en el que cada segmento en la pluralidad de segmentos se extiende a traves del extremo de variacion progresiva estrecho del componente de acoplamiento de variacion progresiva y la anchura del extremo de variacion progresiva estrecho del componente de acoplamiento de variacion progresiva es mas estrecha que la del extremo de variacion progresiva ancho de tal manera que una magnitud de diferencia de impedancia entre cada brazo de gma de ondas y la union de brazo de gma de ondas que contiene el elemento de ferrita es reducida.
El ejemplo 2 incluye el circulador de gma de ondas del Ejemplo 1, que comprende una abertura formada a traves de
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cada segmento en la pluralidad de segmentos; y un arrollamiento de magnetizacion insertado a traves de las aberturas de tal manera que la corriente aplicada al arrollamiento de magnetizacion establece un campo magnetico en el elemento de ferrita.
El ejemplo 3 incluye el circulador de gma de ondas del Ejemplo 2, en que el arrollamiento magnetico entra en la estructura de gma de ondas en una region entre dos componentes de acoplamiento de variacion progresiva en la pluralidad de componentes de acoplamiento de variacion progresiva de dos brazos de gma de ondas adyacentes.
El ejemplo 4 incluye el circulador de gma de ondas de cualquiera de los Ejemplos 1-3, en que el elemento de ferrita comprende un transformador dielectrico de cuarto de onda formado sobre el extremo de cada segmento en la pluralidad de segmentos que se extienden en los brazos de gma.
El ejemplo 5 incluye el circulador de gma de ondas de cualquiera de los Ejemplos 1-4, que comprende al menos un elemento de acoplamiento de impedancia empfrico situado dentro de la estructura de gma de ondas.
El ejemplo 6 incluye el circulador de gma de ondas de cualquiera de los Ejemplos 1-5, que comprende al menos un separador, posicionando al menos un separador el elemento de ferrita dentro de la union de brazo de gma de ondas.
El ejemplo 7 incluye el circulador de gma de ondas de cualquiera de los Ejemplos 1-6, en el que el elemento de ferrita tiene forma de y.
El ejemplo 8 incluye el circulador de gma de ondas de cualquiera de los Ejemplos 1-7, en el que la anchura del componente de acoplamiento de variacion progresiva es reducida a traves de al menos uno de una disminucion lineal de anchura sobre la longitud del componente de acoplamiento de variacion progresiva; una disminucion escalonada en anchura a traves del componente de acoplamiento de variacion progresiva; y una disminucion curvada en anchura sobre la longitud del componente de acoplamiento de variacion progresiva.
El ejemplo 9 incluye una estructura de gma de ondas, que comprende una pluralidad de brazos de gma de ondas; una cavidad interna; una pluralidad de componentes de acoplamiento de variacion progresiva, en el que cada componente de acoplamiento de variacion progresiva en la pluralidad de componentes de acoplamiento de variacion progresiva tiene un extremo de variacion progresiva estrecho que esta conectado a la cavidad interna y un extremo de variacion progresiva ancho que esta conectado a un brazo de gma de ondas en la pluralidad de brazos de gma de ondas, en que el extremo de variacion progresiva estrecho es mas estrecho que el extremo de variacion progresiva ancho; y un elemento de ferrita que tiene una pluralidad de segmentos de elemento de ferrita dispuestos en la cavidad interna, en que un segmento en la pluralidad de segmentos de elemento de ferrita se extiende a traves del extremo de variacion progresiva estrecho del componente de acoplamiento de variacion progresiva y el extremo de variacion progresiva estrecho del componente de acoplamiento de variacion progresiva es mas estrecho que el extremo de variacion progresiva ancho de tal manera que una magnitud de diferencia de impedancia entre cada brazo de gma de ondas y la cavidad interna que contiene el elemento de ferrita es reducida.
El ejemplo 10 incluye la estructura de gma de ondas del Ejemplo 9, que comprende una abertura formada a traves de cada segmento del elemento de ferrita en la pluralidad de segmentos de elemento de ferrita; y un arrollamiento de magnetizacion insertado a traves de las aberturas de tal manera que la corriente aplicada al arrollamiento de magnetizacion establece un campo magnetico en el elemento de ferrita.
El ejemplo 11 incluye la estructura de gma de ondas de cualquiera de los Ejemplos 9-10, en que el arrollamiento de magnetizacion entra en la cavidad interna de la estructura de gma de ondas en una region entre dos componentes de acoplamiento de variacion progresiva en la pluralidad de componentes de acoplamiento de variacion progresiva de dos brazos de gma de ondas adyacentes.
El ejemplo 12 incluye la estructura de gma de ondas de cualquiera de los Ejemplos 9-11, que comprende un transformador dielectrico de cuarto de onda formado sobre el extremo de cada segmento en la pluralidad de segmentos.
El ejemplo 13 incluye la estructura de gma de ondas de cualquiera de los ejemplos 9-12, que comprende al menos un elemento de acoplamiento de impedancia emprnco situado dentro de la estructura de gma de ondas.
El ejemplo 14 incluye la estructura de gma de ondas de cualquiera de los ejemplos 9-13, que comprende al menos un separador, posicionando al menos un separador el elemento de perrita dentro de la cavidad interna.
El ejemplo 15 incluye la estructura de gma de ondas de cualquiera de los Ejemplos 9-14, en que el elemento de ferrita tiene forma de y.
El ejemplo 16 incluye la estructura de gma de ondas de cualquiera de los Ejemplos 9-15, en que la anchura del componente de acoplamiento de variacion progresiva es reducida a traves de al menos uno de una disminucion lineal en anchura sobre la longitud del componente de acoplamiento de variacion progresiva; una disminucion escalonada en anchura a traves del componente de acoplamiento de variacion progresiva; y una disminucion curvada en anchura sobre la longitud del componente de acoplamiento de variacion progresiva.
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El ejemplo 17 incluye la estructura de gma de ondas de cualquiera de los Ejemplos 9-16, que comprende ademas un segundo elemento de ferrita dispuesto en la cavidad interna.
El ejemplo 18 incluye un metodo para hacer circular una senal en un circulador de gma de ondas, comprendiendo el metodo propagar una senal a traves de un primer brazo de gma de ondas, en que el primer brazo de gma de ondas esta acoplado a un extremo de variacion progresiva ancho de un primer componente de acoplamiento de variacion progresiva, en que un extremo de variacion progresiva estrecho del primer componente de acoplamiento de variacion progresiva esta acoplado a una cavidad interna, en que un elemento de ferrita esta dispuesto dentro de la cavidad interna; propagar la senal a traves del primer componente de acoplamiento de variacion progresiva que ha de ser recibido por un primer segmento del elemento de ferrita que se extiende a traves del extremo de variacion progresiva estrecho del primer componente de acoplamiento de variacion progresiva, en que el extremo de variacion progresiva estrecho es mas estrecho que el extremo de variacion progresiva ancho de tal manera que una primera magnitud de diferencia de impedancia entre el primer brazo de gma de ondas y la cavidad interna que contiene el elemento de ferrita es reducida; hacer circular la senal desde el primer segmento a un segundo segmento del elemento de ferrita, en que el segundo segmento del elemento de ferrita se extiende a traves de un segundo componente de acoplamiento de variacion progresiva acoplado a la cavidad interna, en que el segundo componente de acoplamiento de variacion progresiva tiene un segundo extremo de variacion progresiva estrecho que es mas estrecho que un segundo extremo de variacion progresiva ancho de tal manera que una segunda magnitud de diferencia de impedancia entre un segundo brazo de gma de ondas y la cavidad interna que contiene el elemento de ferrita es reducida; y propagar la senal a traves del segundo componente de acoplamiento de variacion progresiva en el segundo brazo de gma de ondas.
El ejemplo 19 incluye el metodo del Ejemplo 18, en el que hacer circular la senal comprende ademas establecer un campo magnetico en el elemento de ferrita.
El ejemplo 20 incluye el metodo del Ejemplo 19, en el que el establecimiento del campo magnetico comprende conducir una corriente a traves de un arrollamiento de magnetizacion que se extiende a traves de cada segmento en el elemento de ferrita.
Se han descrito un numero de realizaciones de la invencion definidas por las siguientes reivindicaciones. Sin embargo, se comprendera que pueden hacerse distintas modificaciones a las realizaciones descritas sin salirse de la invencion reivindicada. Por consiguiente, otras realizaciones estan dentro del marco de las siguientes reivindicaciones.

Claims (10)

  1. 5
    10
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    20
    25
    30
    35
    40
    45
    REIVINDICACIONES
    1. Una estructura (100) de grna de ondas, que comprende
    una pluralidad de brazos (105) de grna de ondas; una cavidad interna (106);
    una pluralidad de componentes de acoplamiento (108) de variacion progresiva, en la que cada componente de acoplamiento (108) de variacion progresiva en la pluralidad de componentes de acoplamiento (108) de variacion progresiva tiene un extremo de variacion progresiva estrecho (115) que esta conectado a la cavidad interna (106) y un extremo de variacion progresiva ancho (103) que esta conectado a un brazo (105) de grna de ondas en la pluralidad de brazos (105) de grna de ondas, en la que el extremo de variacion progresiva estrecho (115) es mas estrecho que el extremo de variacion progresiva ancho (103); y
    un elemento de ferrita (101) que tiene una pluralidad de segmentos (111) de elemento de ferrita dispuestos en la cavidad interna (106),
    caracterizado por que:
    cada segmento (111) en la pluralidad de segmentos (111) de elemento de ferrita se extiende a traves del extremo de variacion progresiva estrecho (115) de un componente de acoplamiento (108) de variacion progresiva asociado en la pluralidad de componentes de acoplamiento de variacion progresiva y el extremo de variacion progresiva estrecho (115) del componente de acoplamiento (108) de variacion progresiva asociado es mas estrecho que el extremo de variacion progresiva ancho (103) de modo que una magnitud de diferencia de impedancia entre cada brazo (105) de grna de ondas y la cavidad interna (106) que contiene el elemento de ferrita (101) es reducida, en el que la impedancia del brazo de grna de ondas es la impedancia de una grna de ondas que transporta energfa de microondas a y desde el elemento de ferrita.
  2. 2. La estructura (100) de grna de ondas de la reivindicacion 1, que comprende:
    una abertura (135) formada a traves de cada segmento (111) de elemento de ferrita en la pluralidad de segmentos (111) de elemento de ferrita; y
    un arrollamiento de magnetizacion (125) insertado a traves de las aberturas (135) de tal manera que la corriente aplicada al arrollamiento de magnetizacion (125) establece un campo magnetico (107) en el elemento de ferrita (101).
  3. 3. La estructura (100) de grna de ondas de la reivindicacion 1, en la que el arrollamiento de magnetizacion (125) entra en la cavidad interna (106) de la estructura (100) de grna de ondas en una region entre dos componentes de acoplamiento (108) de variacion progresiva en la pluralidad de componentes de acoplamiento (108) de variacion progresiva de dos brazos (105) de grna de ondas adyacentes.
  4. 4. La estructura (100) de grna de ondas de la reivindicacion 1, que comprende un transformador dielectrico (110) de cuarto de onda formado sobre el extremo de cada segmento (111) en la pluralidad de segmentos (111).
  5. 5. La estructura (100) de grna de ondas de la reivindicacion 1, en la que el elemento de ferrita (101) tiene forma de y.
  6. 6. La estructura (100) de grna de ondas de la reivindicacion 1, en la que la anchura del componente de acoplamiento (108) de variacion progresiva es reducida a traves de al menos una de entre las siguientes:
    una disminucion lineal en anchura sobre la longitud del componente de acoplamiento (108) de variacion progresiva;
    una disminucion escalonada en anchura a traves del componente de acoplamiento (108) de variacion progresiva; y
    una disminucion curvada en anchura sobre la longitud del componente de acoplamiento (108) de
    variacion progresiva.
  7. 7. La estructura (100) de grna de ondas de la reivindicacion 1, que comprende ademas un segundo elemento de ferrita (101) dispuesto en la cavidad interna (106).
  8. 8. Un metodo para hacer circular una senal en un circulador de grna de ondas, comprendiendo el metodo:
    propagar una senal a traves de un primer brazo (105) de grna de ondas, en el que el primer brazo (105) de grna de ondas esta acoplado a un extremo de variacion progresiva ancho (103) de un primer componente de acoplamiento
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    (108) de variacion progresiva, en el que el extremo de variacion progresiva estrecho (115) del primer componente de acoplamiento (108) de variacion progresiva esta acoplado a una cavidad interna (106), en la que esta dispuesto un elemento de ferrita (101) dentro de la cavidad interna (106);
    propagar la senal a traves del primer componente de acoplamiento (108) de variacion progresiva que ha de ser recibido por un primer segmento (111) del elemento de ferrita (101) que se extiende a traves del extremo de variacion progresiva estrecho (115) del primer componente de acoplamiento (108) de variacion progresiva, en el que el extremo de variacion progresiva estrecho (115) es mas corto que el extremo de variacion progresiva ancho (103) de tal manera que una primera magnitud de diferencia de impedancia entre el primer brazo (105) de grna de ondas y la cavidad interna que contiene el elemento de ferrita (101) es reducida,
    caracterizado por que comprende ademas:
    hacer circular la senal desde el primer segmento (111) a un segundo segmento (111) del elemento de ferrita (101), en el que el segundo segmento (111) del elemento de ferrita (101) se extiende a traves de un segundo componente de acoplamiento (108) de variacion progresiva acoplado a la cavidad interna (106), en el que el segundo componente de acoplamiento (108) de variacion progresiva tiene un segundo extremo de variacion progresiva estrecho (115) que es mas estrecho que un segundo extremo de variacion progresiva ancho (103) de tal manera que una segunda magnitud de diferencia de impedancia entre un segundo brazo (105) de onda de grnas y la cavidad interna que contiene el elemento de ferrita (101) es reducida, en el que la impedancia del segundo brazo (105) de grna de ondas acopla la impedancia de una grna de ondas que transporta energfa de microondas a y desde el elemento de ferrita (101); y
    propagar la senal a traves del segundo componente de acoplamiento (108) de variacion progresiva al segundo brazo (105) de grna de ondas.
  9. 9. El metodo de la reivindicacion 8, en el que hacer circular la senal comprende ademas establecer un campo magnetico (107) en el elemento de ferrita (101).
  10. 10. El metodo de la reivindicacion 9, en el que el establecimiento del campo magnetico (107) comprende conducir una corriente a traves de un arrollamiento de magnetizacion (125) que se extiende a traves de cada segmento (111) en el elemento de ferrita (101).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8878623B2 (en) 2012-08-17 2014-11-04 Honeywell International Inc. Switching ferrite circulator with an electronically selectable operating frequency band
US8947173B2 (en) 2012-08-17 2015-02-03 Honeywell International Inc. Ferrite circulator with asymmetric features
US8786378B2 (en) 2012-08-17 2014-07-22 Honeywell International Inc. Reconfigurable switching element for operation as a circulator or power divider
US9000859B2 (en) 2013-03-19 2015-04-07 Honeywell International Inc. Ferrite circulator with asymmetric dielectric spacers
US9520633B2 (en) 2014-03-24 2016-12-13 Apollo Microwaves Ltd. Waveguide circulator configuration and method of using same
US9397379B2 (en) 2014-12-18 2016-07-19 Honeywell International Inc. Multi-junction waveguide circulators with shared discontinuous transformers
US10444055B2 (en) 2015-09-11 2019-10-15 Honeywell International Inc. Apparatus and method to detect liquid material at the end of the waveguide in a guided wave radar system
US10634542B2 (en) 2016-06-22 2020-04-28 Honeywell International Inc. Adaptive sync control in radar level sensors
CN109378565A (zh) * 2018-11-27 2019-02-22 安徽阖煦微波技术有限公司 一种e波段宽带波导器件
CN114628874B (zh) * 2020-12-11 2023-09-12 华为技术有限公司 信号隔离器及微波室外单元

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3070760A (en) 1960-09-30 1962-12-25 Sylvania Electric Prod Broadband compact junction circulator
US3341789A (en) 1965-04-19 1967-09-12 Bendix Corp Latching ferrite circulator having the ferrite symmetrically located with respect toeach rf signal carrying arm
US3935548A (en) 1974-06-04 1976-01-27 The Washington University Wide-band microwave circulator
JPS5821846B2 (ja) 1975-04-09 1983-05-04 日本電気株式会社 ヒカギヤクカイロ
JPS5227238A (en) 1975-08-26 1977-03-01 Tdk Corp Re power synthesizer and distributor
JPS52152145A (en) 1976-06-14 1977-12-17 Mitsubishi Electric Corp Latching circulator
US4058780A (en) 1976-08-02 1977-11-15 Microwave Development Labs., Inc. Waveguide circulator
DE3026257C2 (de) 1980-07-11 1985-02-21 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Millimeterwellen-Zirkulator
US4604590A (en) 1984-08-24 1986-08-05 Trw Inc. Microstrip circulator structure
SU1256109A1 (ru) 1985-01-24 1986-09-07 Предприятие П/Я В-2749 Ферритовый переключатель
US4650491A (en) 1986-02-14 1987-03-17 Pfizer Hospital Products Group, Inc. Locking mechanism for prosthesis components
US4697158A (en) 1986-04-15 1987-09-29 Electromagnetic Sciences, Inc. Reduced height waveguide circulator
WO1988006807A1 (en) 1987-02-26 1988-09-07 Hughes Aircraft Company Wide band circulator
IT1261423B (it) 1993-03-19 1996-05-23 Alenia Spazio Spa Divisore variabile di potenza planare.
DE19802070A1 (de) 1998-01-21 1999-07-29 Bosch Gmbh Robert E-Ebenen Hohlleiter-Zirkulator
CA2476399C (en) 2001-11-07 2011-06-21 Ems Technologies, Inc. Multi-junction waveguide circulator without internal transitions
US7242263B2 (en) 2002-11-07 2007-07-10 Ems Technologies, Inc. Transformer-free waveguide circulator
US6822533B2 (en) 2002-12-20 2004-11-23 The Boeing Company Ferrite variable power divider
US7280004B2 (en) 2005-04-14 2007-10-09 Ems Technologies, Inc. Latching ferrite waveguide circulator without E-plane air gaps
US7561003B2 (en) 2007-10-31 2009-07-14 Ems Technologies, Inc. Multi-junction waveguide circulator with overlapping quarter-wave transformers
US8138848B2 (en) 2008-11-03 2012-03-20 Anaren, Inc. Circulator/isolator with an asymmetric resonator
US8786378B2 (en) 2012-08-17 2014-07-22 Honeywell International Inc. Reconfigurable switching element for operation as a circulator or power divider
US8878623B2 (en) 2012-08-17 2014-11-04 Honeywell International Inc. Switching ferrite circulator with an electronically selectable operating frequency band
US8947173B2 (en) 2012-08-17 2015-02-03 Honeywell International Inc. Ferrite circulator with asymmetric features

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