Фазовращатель
Фазовраща́тель, устройство для изменения фазы электрических (электромагнитных) колебаний. Применяется в автоматике, преобразователях, измерительной и СВЧ-технике для изменения формы входного сигнала, компенсаций фазовых искажений сигналов, фазовой модуляции, создания заданных фазовых сдвигов сигналов в когерентных радиосистемах (например, в фазированных антенных решётках) и др.
Конструкция фазовращателя зависит от диапазона рабочих частот, пределов изменения фазы и точности её установки. На низкочастотных запросах и в диапазоне радиочастот (до нескольких МГц) в качестве фазовращателя, как правило, применяют четырёхполюсники, состоящие из резисторов, катушек индуктивности и конденсаторов. Получили распространение фазовращатели, собранные по схеме мостовой цепи из 3 резисторов и конденсатора, которые обеспечивают регулируемый сдвиг фаз в пределах от 0 до 180°. Применяются также транзисторные (реже ламповые) мостовые фазовращатели, преобразующие входное напряжение в 2 напряжения, сдвинутые по фазе на 180° (т. н. фазоинвертор). Для регулирования фазы в цепях переменного тока промышленной частоты служат вращающиеся трансформаторы, сельсины, а также асинхронные электрические двигатели с заторможенным фазным ротором (т. н. фазорегуляторы).
В диапазоне дециметровых и более коротких волн используют СВЧ-фазовращатели, собранные из отрезков линий передачи СВЧ, в которых фазовый сдвиг осуществляется путём изменения электрической длины линии (, где – геометрическая длина линии, – длина волны в линии). Различают регулируемые и нерегулируемые СВЧ-фазовращатели. К регулируемым фазовращателям относятся: раздвижная секция коаксиальной линии, регулируемая посредством изменения ; волноводный диэлектрический СВЧ-фазовращатель – отрезок волновода, содержащий перемещаемую пластину из диэлектрика (управление фазовым сдвигом основано на изменении фазовой скорости волны и при изменении положения пластины в волноводе); мостовой СВЧ-фазовращатель – многоплечевое устройство (коаксиальное или волноводное), снабжённое двумя согласованно изменяющимися по длине короткозамкнутыми отрезками линии передачи (шлейфами), включёнными в основную линию, по которой осуществляется передача энергии СВЧ от генератора к нагрузке; фазовращатель с полупроводниковыми элементами (диоды с p–i–n-структурой, варикапы), ферритовыми устройствами и др. Так, фазовращатели на p–i–n-диодах, используемые в качестве коммутационных элементов, позволяют изменять фазовый сдвиг ступенчато посредством либо прямого изменения , либо подключения к линии (через диоды) набора шлейфов. Работа ферритовых фазовращателей основана на использовании эффекта Фарадея на СВЧ и явления ферромагнитного резонанса в намагниченном феррите.
Нерегулируемые фазовращатели реализуют в виде калиброванного по фазе отрезка линии передачи, фазовый сдвиг в котором достигается подбором значения его длины, размеров поперечного сечения (при использовании волновода) либо эффективной диэлектрической проницаемости.