单向器

单向器定义

单向器又称单向滤波器、单向隔离器，是一种单向传输电磁波的器件，一种非互易的双端口微波铁氧体器件它是从微波器件—环行器原理上发展起来的，专门为无线寻呼发射机设计，具有吸收从外界通过天馈系统进入发射机的干扰信号之能量，以及有保护发射机，减少故障率等功能。

单向器结构

永久磁铁、铁氧体片、涂敷层

单向器精密烧结和研磨的旋磁、恒磁为主，配以微带电感、电容、电阻、腔体等组成耦合、谐振、滤波电路。在旋转磁场作用下，电磁波信号具有单向传递的特性。信号旋转120度几乎无损伤地从输出端出去；外界的信号，从输出端进入，同方向旋转120度进入吸收端变为热能散发掉。

单向器原理

微波铁氧体器件是利用铁氧体的旋磁效应制成的。它是一种非线性各向异性的磁性物质。它的磁导率随外加磁场而变化，具有非线性；当加恒定磁场时，各方向上对微波磁场的磁导率也是不同的，即具有各向异性。由于这些特性，当电磁波从不同的方向通过铁氧体时，会呈现一种非互易性，由此制作成各种非互易的铁氧体元件。

单向器技术指标

（1）正向插入损耗

发射机加上单向器后，将损失功率0.3~0.5dB（对于100W发射功率来说约7~10W）。

（2）反向隔离度和反向隔离带宽

这项指标是指吸收外界干扰信号的能力，国家无委的Ⅱ类标准为中心频率fo±10MHz带宽之内应优于25dB，fo±5MHz带宽之内优于30dB。

（3）驻波比

驻波比是评价单向器接口是否匹配地一个重要指标。小于1：2：1，做得好的小于1：1：1。即在100W发射功率时,反射功率不大于0.8W。

微波铁氧体器件的应用日渐增多，但还有待进一步提高性能、降低价格、减小尺寸和便于集成。更好地在电F对抗、相控阵雷达和通信卫星等系统的基础器件应用中发挥作用。场移式隔离器和法拉第旋转式隔离器是微波系统中常用的两种隔离器件。

单向器场移式隔离器

当矩形波导中填充横向磁化的铁氧体时，则波导中电磁场的分布将与磁化方向及传播方向有关，这就是场移效应。利用这种效应可以制成场移隔离器，主要用在厘米波段。但所能承受的功率低，多用于低驻波、高隔离的精密微波测试系统中。

单向器法拉第旋转式隔离器

利用电磁波在纵向磁化的铁氧体棒传播时，极化面产生旋转(即法拉第旋转效应)制成的隔离器，这种隔离器结构比较复杂，承受功率低，工作频带窄，多用于毫米波段。

单向器是一个不可逆的衰耗器。即对于正向波的衰减小，对反向波的衰减大。单向器放在波导线路中，电磁场只是沿单向器外壳箭头所指的方向通过。它主要起隔离作用，可以改善驻波比，保证各部件、单元互不影响而能稳定地工作。单向器与环行器一样，都是利用电磁波的磁场与铁氧体元件和恒定磁场的相互作用来进行工作的。垂直于波导宽边放一铁氧体片，其表面涂一层电阻膜，在波导外面用一个永久磁铁产生一垂直于波导宽边的恒定磁场。若恒定磁场换个方向，则通过的方向也相反。

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