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

козамкнутыми являются одно плечо во входной и одно, лечо в выходной линии (рис. 46, г), то анализ схемы приводит к матрице рассеяния

[5] = L-t- x

о о

о о

(3.44)

3. 8. ТВЕРДОТЕЛЬНЫЙ РЕЗОНАТОР В ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ С НЕСКОЛЬКИМИ РАСПРОСТРАНЯЮЩИМИСЯ ВОЛНАМИ

При связи твердотельного резонатора с линией передачи, в которой могут распространяться несколько волн, имеются некоторые особенности передачи электромагнитной энергии. Обусловлены они тем, что эквивалентный дипольный момент сосредоточенного твердотельного резонатора является векторной величиной. Так, ДИПОЛЬНЫЙ момент диэлектрического резонатора максимален в направлении, перпендикулярном торцовой стенке плоского резонатора; дипольный момент ферритового резонатора максимален в плоскости, перпендикулярной направлению поля подмагничивания. В направлениях, перпендикулярных указанным, амплитуда дипольного момента в первом приближении равна нулю. Благодаря такой ориентационной направленности дипольных моментов резонаторов и их малым размерам при связи резонатора с линией передачи, в которой могут распространяться несколько волн, возможны следующие основные случаи:

1. Одновременная связь резонатора с линией передачи по нескольким распространяющимся волнам. Если волны имеют взаимно перпендикулярную поляризацию, это позволяет создать резонансные вращатели плоскости поляризации и некоторые другие устройства [87].

2. Связь резонатора с линией передачи отдельно по каждой распространяющейся волне, что позволяет создать фильтры и возбудители типов волн, вентили и фазовращатели высших типов волн и другие устройства [88, 89].

Рассмотрим более подробно первый случай. При помещении твердотельного резонатора в линию передачи с двумя волнами, имеющими взаимно перпендикулярную плоскость поляризации, может наблюдаться резонансный поворот плоскости поляризации электромагнитной волны. Объясним физическую сущность этого явления [87] на примере связи ферритового резонатора с круг-

дым волноводом (рис. 48). При связи ферритового резонатора с круглым волноводом по двум волнам типа Нц со взаимно перпендикулярной поляризацией резонатор переизлучает энергию электромагнитного поля, переносимую по волноводу не только волной, плоскость поляризации которой совпадает с плоскостью поляризации падающей волны, но и волной того же типа, плоскость поляризации которой перпендикулярна по отношению к

у


Рис. 48. Ферритовый резонатор в круглом волноводе.

падающей. Условием возбуждения ферритом электромагнитной волны с плоскостью поляризации, перпендикулярной к падающей, является наличие в месте расположения резонатора перпендикулярной к направлению поля подмагничивания составляющей СВЧ магнитного поля этой же волны. В результате этого плоскость поляризации волны, проходящей к нагрузке линии и определяемой суперпозицией падающей и переизлученной волн, будет повернута на определенный угол. Величина угла определяется соотношением амплитуд падающей и переизлученной волн. При этом линейная поляризация волны, испытавшей на частоте резонанса поворот плоскости поляризации, свидетельствует о син-фазности возбуждения ферритом двух волн со взаимно перпендикулярной поляризацией, которые, как будет показано ниже, противофазны падающей волне.

Таким образом, общим для явления резонансного поворота плоскости поляризации в круглом волноводе с ферритовым резонатором и для явления связи через ферритовый резонатор входного и выходного ортогонально расположенных прямоугольных волноводов или объемных резонаторов [69, 79, 90] является то, что в обоих случаях падающая волна (колебание) возбуждает вынужденную прецессию вектора намагниченности феррита. Это влечет за собой возбуждение резонатором электромагнитной волны (колебания) с плоскостью поляризации, перпендикулярной к падающей. Для рассматриваемого явления специфично то, что в круглом волноводе волна, распространяющаяся после резонатора, является суперпозицией падающей волны и волны с перпен-



дикулярной к ней плоскостью поляризации, дополнительно возбуждаемой резонатором.

Аналогично объясняется резонансный поворот плоскости поляризации в волноводе с диэлектрическим резонатором. Условием поворота плоскости поляризации в данном случае является наличие в месте расположения диэлектрического резонатора перпендикулярных к торцовой стенке плоского резонатора составляющих поля падающей волны и волны со взаимно перпендикулярной поляризацией.

Получим основные соотношения для характеристик согласованного волновода с резонатором в случае, когда в волноводе могут распространяться две волны со взаимно перпендикулярными поляризациями. При этом будем учитывать связь резонатора с волноводом отдельно по каждому типу волны. Величины, характеризующие связь резонатора с волноводом по типу волны, плоскость поляризации которой совпадает с падающей, будем обозначать индексом , а величины, характеризующие связь по типу волны, плоскость поляризации которой перпендикулярна к падающей,-J .

Общий коэффициент связи резонатора с согласованным волноводом равен

II о I I

(3.45)

где

11 ii 1 J.

K=.k, + K, + Ki + K

ii ii ii ii

к^р

Р /р к = Р /Р

(3.46)

частные коэффициенты связи. Здесь

II по ii 11, 1 1о 1 1,

.и = DP, Р^я = DlP, Р, = <Л Р^ = DP (3.47)

мощности, переизлучаемые резонатором и переносимые по волноводу в направлении к генератору (индекс 1) и в направлении к нагрузке (индекс 2); Dp - нормированный коэффициент переизлучения при резонансе; Р-мощность падающей волны. Уравнение баланса мощностей при резонансе запишем в виде

Р =.РТ1 + РТ1 + Рх , р р р'

(3.48)

где (с учетом того, что характеристическое сопротивление волновода для падающей волны и волны с перпендикулярной к ней плоскостью поляризации одно и то же) характеристики волновода с резонатором равны:

а) коэффициент отражения

= iAp + i/ip;

(3.49)

модуль коэффициента отражения

(3.50)

угол поворота плоскости поляризации отраженной волны равен (относительно орты \х)

%=axzig; (3.51)

б) коэффициент прохождения

J 1Ад+ 1А+1Аи 1(1 + + 1Ь^; (3.52)

1*/пад

модуль коэффициента прохождения

7p = /(n-D) + D2,;

угол поворота плоскости поляризации прошедшей волны

Т= arctg-

1+02Р

(3.53)

(3.54)

угол поворота плоскости поляризации волны, переизлученной в направлении к нагрузке,

а„ = arctg (3.55)

в) коэффициент поглощения

(3.56)

Решая уравнение баланса мощностей с учетом этих определений характеристик волновода с резонатором, получим соотношения:

а) коэффициент отражения

Гр=---VK+K

(3.58)

где

II 2Vkk f Vkk

1 + /С



угол поворота плоскости поляризации волны, отраженной в направлении к генератору.

= arctg

б) коэффициент прохождения

(3.59)

где

2 К Г

I 1 + К~2К2 4; 2 к К2К2

(3.61)

угол поворота плоскости поляризации волны, прошедшей в направлении к нагрузке.

W = -arcte

1/ II

(3.62)

угол поворота плоскости поляризации волны, переизлученной в направлении к нагрузке.

в) коэффициент поглощения

I/ II

(3.63)

(3.64)

Знак минус в соотношениях (3.58) свидетельствует о противо-фазности переизлученных волн по отношению к падающей волне.

Рассмотрим два частных случая евязи твердотельного резонатора с двухволновым волноводом.

II II II ± ± 1

1. При взаимной связи Кг = К2 - 0,5/С, Ki = Ki = 0,5/С, и характеристики волновода с резонатором равны:

а) коэффициент отражения

II II ±

1 + К

К

±

угол поворота плоскости поляризации отраженной волны

arctg 1/ Т ; (3.67)

Г

б) коэффициент прохождения

~Е ПГ

(3.68)

Т = р

1/ 1 IU

1 + К

[ X КК

угол поворота плоскости поляризации прошедшей волны

Т = - arctg в) коэффициент поглощения

(3.69)

(3.70)

(3.71)

2. При невзаимной связи ферритового резонатора с волноводом

II 1 II 1

K = К^ = О, = 0,5/С, и характеристики волновода с резо-

натором равны:

а) коэффициент отражения

Гр = 0;

б) коэффициент прохождения

I! 1 i К

(3.72) (3.73)

угол поворота плоскости поляризации прошедшей волны

= - arctg К; (3.74)

в) коэффициент поглощения

. % - (1 а:)2-

(3.75)

Зависимости коэффициента прохождения и угла поворота плоскости поляризации при резонансе от степени связи резона-



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