Главная Бухгалтерия в кармане Учет расходов Экономия на кадровиках Налог на прибыль Как увеличить активы Основные средства
Главная ->  Ферритовые и диэлектрические резонаторы 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

Для экспериментального определения собственной добротности твердотельного резонатора в данной схеме включения, как и в предыдущей, можно воспользоваться амплитудно-частотной характеристикой коэффициента отражения либо коэффициента прохождения. Более удобным является измерение коэффициента прохождения при резонансе Гр и нагруженной добротности по

уровню коэффициента прохождения

вычислением собственной добротности

Qo =

Г|=~: С последующим

(3.30)

3. 6. ТВЕРДОТЕЛЬНЫЙ РЕЗОНАТОР В КОРОТКОЗАМКНУТОЙ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ

Рассмотрим практически важный случай включения резонатора как неоднородности в короткозамкнутой линии передачи на расстоянии Zo от плоскости короткого замыкания (рис. 44).

Генератор

Линия передо

Резонатор ю

Рис. 44. Твердотельный резонатор в короткозамкнутой линии передачи.

При получении соотношений для коэффициентов отражения и поглощения, как и раньше, не будем учитывать влияние не-распространяющихся типов волн, которые могут возбуждаться резонатором.

Коэффициент отражения короткозамкнутой линии передачи с твердотельным резонатором можно определить, используя общее соотношение [85] для коэффициента отражения линии передачи, содержащей неоднородность и несогласованную нагрузку с коэффициентом отражения Гц

Г = S,

s, s,

12 21 1-522Г„

(3.31)

в рассматриваемом случае Гн = е~* и элементы матрицы [S] определяются соотношениями (3.25). При связи резонатора с короткозамкнутой линией передачи по поперечной составляющей магнитного поля коэффициент отражения равен

Г =

1 - к -

1 + +

(3.32)

где Р = -- продольное волновое число (А, - длина волны в линии).

В режиме резонанса ( = 0) коэффициент отражения равен

\-K-Ke

-/2Рг

= Г

-У2рг I р. КЗ

(3.33)

где

I Г \ , / l + 4JC(A:-l)cospzo . , . sin 2рг

Фг = arctg -

Рис. 45. Эквивалентная схема системы коротко-замкнутая линия передачи - твердотельный резонатор.

Для частного случая расположения резонатора на расстоянии Zo = n%l2 (п = = 1, 2, ... ) от плоскости короткого замы-икания соотношения для коэффициентов отражения и поглощения приведены в , табл. 4. Формула для коэффициента по- глощения получена из уравнения баланса мощностей в системе. Такие же соот- ношения для этого частного случая расположения резонатора можно получить,

анализируя эквивалентную схему связанной системы (рис. 45).

Условие полного поглощения мощности резонатором соответ-ствуст связи 2/С=/Скр=1. При более сильной связи фаза отраженной волны при расстройке в области резонанса изменяется в пределах 360° С, что служит основой для создания фазовращателя отражающего типа.

Изменяя расстояние между плоскостью короткого замыкания и твердотельным резонатором, можно регулировать степень его

Таблица 4

Расчетные соотношения для коэффициентов отражения Г и поглощения х при включении резонатора как неоднородности в короткозамкнутой линии передачи

Обобщенная расстройка раШа нулю

Г -1-2 Р 1+2К

Обобщенная расстройка равна

Фг=Фо-2Pz

(l+2K)4V



связи с линией передачи. Это свойство используют обычно для измерения собственной добротности резонатора при очень слабой связи его с линией передачи [86].

3. 7. КОМБИНИРОВАННЫЕ СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ТВЕРДОТЕЛЬНОГО РЕЗОНАТОРА

Рассмотрим схему включения резонатора как элемента связи и неоднородности в согласованной линии передачи. В этой схеме


J. где S,ip = Dip, Sjip = Djp, 5з,р = D, S = i -- £)4p - элементы - матрицы рассеяния; D. - нормированный по амплитуде падающей волны коэффициент переизлучения в г-м направлении.

Решая уравнение баланса (3.37) уже известным путем, получим соотношения для элементов матрицы рассеяния

-Т->У^..ЛУ

Piic. 4G. Комбинированные схемы включения твердотельного резонатора.

имеются две согласованные линии передачи с общей стенкой. Резонатор обычно помещен в отверстии связи, выполненном в этой стенке [69, 79, 96].

При включении генератора в плечо / (рис. 46, а) мощность СВЧ-сигнала Р частично поглощается в резонаторе (Ят) и частично переизлучается им в направлени всех плеч (Яги), в данном случае г=1, 2, 3, 4. Определим коэффициенты связи резонатора с линиями передачи отдельно по каждому плечу Кг = Ры1Рт, и составим уравнение баланса мощностей в системе

= . +Пи+Яз + 4прош + - (3-36)

В терминах элементов матрицы рассеяния это уравнение на частоте СВЧ-сигнала, равной резонансной, имеет вид

ир+5+5

31р

(3.37)

5пр = -

2 УКК^

1 +К

\ + к

к=у;л:,. (3.38)

Применив подобные рассуждения при включении генератора поочередно во второе, третье, четвертое плечо и с учетом обобщения формул на случай расстройки в области резонанса, получим волновую матрицу рассеяния исследуемой системы

1 + +

- 2 VK,K,

- 2 VK,K,

- 2 VKS,

- 2 VK,K,

- 2 укл

-2VK,K

l+K-2K + ji

- 2 VK2

2 i KJi,

(3.39)

Рассмотрим два частных случая.

1. Невзаимная связь линий передачи может быть реализована при а:1 = 7Сз = 0, 7<2 = Л'4 = 0,5/( (этот случай имеет место при расположении ферритового резонатора в области круговой поляризации СВЧ магнитного поля входной и выходной линии передачи). При этом матрица рассеяния имеет вид

[5] =

О

- к о

1 + ц

о о

1 + к+ \1 о

о

о

1 + /с +

о о о

(3.40) 83



Примером конкретной схемы, в которой может быть технически реализован этот частный случай связи, является схема, показанная на рис. 47, а, б применительно к невзаимной связи прямоугольных волноводов. Используя невзаимную связь двух линий передачи, можно создать такие устройства как частотно-избирательный циркулятор (с передачей энергии в направлении каналов


Рис. 47. Связь прямоугольных волноводов при помощи ферритового резонатора.

/->-2->-5-v4->-/), направленный фильтр (плечо 3 при этом постоянно подключено к согласованной нагрузке), неотражающий частотно-избирательный ограничитель и другие устройства.

2. При взаимной связи линий передачи /Ci =/Сг =/Сз = 4 = = 0,25/С и матрица рассеяния имеет вид

- 0,5/С -0,5К

[S] =

1 -0,5/С -0,5/С

Т+КТЪ - 0,5/С 1 + 0,5/С +

l+0,5K + jl -0,5/С

-0,5/С 1+0,5/С+/g

1 +0,5/С+ -0,5/С

-0,5/С -0,5/С

-0.5/С -0,5/С

(3.41)

Пример конкретной схемы, в которой может быть реализован этот случай связи применительно к прямоугольным волноводам дан на рис. 47, в.

Схема включения резонатора как элемента связи и неоднородности в согласованной и короткозамкнутой линиях передачи отличается от рассмотренной выше тем, что одно плечо системы является короткозамкнутым. Если короткозамкнутым является плечо в той же линии передачи, где включен генератор (рис. 46 6), а расстояние между резонатором и плоскостью короткого замыкания равно Zo=ni/2 (п=1, 2,...), волновая матрица рассеяния имеет вид

1 + С 2/С, + / 2 с;7

[S] =

1+/C + /I

-2 I /С,/С2

-2 1 /сл о

1 + /C-2/C, + /g

2 1 С,/Сз

о

-2У/С,/Сз

1 + /С-2/Сз + ] О

о о

о

(3.42)

Если же короткозамкнутым является одно плечо во вторичной линии передачи (рис. 46, в), волновая матрица рассеяния системы имеет вид

[S] =

l + K + jl

-2 К/С,/С,

- 2 укл

О

-2К/С,/С2 О

-2 1 СД,

О О О

О

1 + К-2К, + it

- 2 V К^К, О

-2 )/ /С,/С,

(3.43)

Если твердотельный резонатор включен как элемент связи и неоднородность в короткозамкнутых линиях передачи, т. е. корот-



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

© 2024 Constanta-Kazan.ru
Тел: 8(843)265-47-53, 8(843)265-47-52, Факс: 8(843)211-02-95