Circulador de guía de onda compacto de cuatro puertos utilizando ferritas discretas para sistema de magnetrones con inyección de bloqueo
Autores: Mi, Chaguo; Zhao, Chaoxia; Liu, Zhenlong; Luo, Tingfang; Huang, Chao; Agrawal, Dinesh K.; Zhang, Yi; Huang, Kama
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Circulador de guía de onda compacto de cuatro puertos utilizando ferritas discretas para sistema de magnetrones con inyección de bloqueo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Propuesto
Circulador
Ferrita
Guía de ondas
Potencia
Magnetrón
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Se propone un circulador compacto de alta potencia de cuatro puertos con el objetivo de simplificar el sistema convencional, complejo y voluminoso de magnetrones de bloqueo de inyección. Para reducir el deterioro del rendimiento y el riesgo de ruptura de ferrita bajo condiciones de alta potencia de microondas a largo plazo, se propone el método de dividir una ferrita monolítica en tres ferritas discretas en un circulador convencional de tres puertos. Para miniaturizar el tamaño y el costo del circulador de cuatro puertos, se propone una estructura de guía de ondas en forma de mariposa, con una clavija insertada en la cavidad en el punto central y sin guía de ondas de conexión. Los resultados de la simulación multiphysics muestran que el coeficiente de variación de temperatura (COV) en la superficie de las ferritas discretas es 12.4% menor que el de un circulador de ferrita monolítica, con una potencia de microondas de entrada de 10 kW. El tamaño del circulador de guía de ondas de cuatro puertos propuesto es un 27% menor que el montaje de dos circuladores de tres puertos, y mucho más pequeño que un circulador de desplazamiento de fase diferencial convencional (DPSC). Los parámetros S simulados y medidos coinciden bien, y la capacidad de potencia medida del circulador fabricado es superior a 3 kW (limitada por la condición experimental). Un magnetron se bloquea con éxito utilizando solo un circulador compacto diseñado. La investigación en este documento promueve el desarrollo de magnetrones de bloqueo de inyección y proporciona un ejemplo de diseño para el circulador compacto de alta potencia.
Descripción
Se propone un circulador compacto de alta potencia de cuatro puertos con el objetivo de simplificar el sistema convencional, complejo y voluminoso de magnetrones de bloqueo de inyección. Para reducir el deterioro del rendimiento y el riesgo de ruptura de ferrita bajo condiciones de alta potencia de microondas a largo plazo, se propone el método de dividir una ferrita monolítica en tres ferritas discretas en un circulador convencional de tres puertos. Para miniaturizar el tamaño y el costo del circulador de cuatro puertos, se propone una estructura de guía de ondas en forma de mariposa, con una clavija insertada en la cavidad en el punto central y sin guía de ondas de conexión. Los resultados de la simulación multiphysics muestran que el coeficiente de variación de temperatura (COV) en la superficie de las ferritas discretas es 12.4% menor que el de un circulador de ferrita monolítica, con una potencia de microondas de entrada de 10 kW. El tamaño del circulador de guía de ondas de cuatro puertos propuesto es un 27% menor que el montaje de dos circuladores de tres puertos, y mucho más pequeño que un circulador de desplazamiento de fase diferencial convencional (DPSC). Los parámetros S simulados y medidos coinciden bien, y la capacidad de potencia medida del circulador fabricado es superior a 3 kW (limitada por la condición experimental). Un magnetron se bloquea con éxito utilizando solo un circulador compacto diseñado. La investigación en este documento promueve el desarrollo de magnetrones de bloqueo de inyección y proporciona un ejemplo de diseño para el circulador compacto de alta potencia.