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

расстройки относительно точки резонанса (рис. 87). В точке резонанса фазовый угол коэффициента прохождения равен -180° при всех уровнях падающей мощности. Увеличение уровня падающей мощности выше порогового значения приводит к уменьшению наклона фазовой характеристики. Последнее связа-

---1

12 -/

2 -24 2 а

4 72 Н-Мо.

>>

0 0,6

120 160 200 240

\Т\ 0.8 0.6 0,4 0.2

-12 -7.2 -2.4 24 7,2 t2H%,

i

120 160 200 240

120 160 200 240

Рис. 86. Зависимости модуля и фазового угла коэффициента прохождения от расстройки вблизи резонанса при уровне падающей мощности в качестве параметра:

а-Р/пор=-2 дб: б-Р/Р„ р=з,3 дб; в-Р/Р„ор=6 д6: г-Р/Р„ .7 дб.

НО с уменьшением эффективной нагруженной добротности ферритового резонатора при увеличении уровня падающей мощности выше порогового значения (4.75). Уменьшать наклон фазовой

т

у

Рис. 87. Экспериментальная зависимость порогового уровня мощности ферритового резонатора от расстройки резонатора вблизи резонанса.

характеристики целесообразно путем увеличения степени связи резонатора с входной и выходной линиями передачи в линейном режиме.

Нелинейный ферритовый резонатор в согласованной линии передачи

Соотношения, описывающие связь ферритового резонатора с согласованной линией при запороговых уровнях мощности можно получить [120], как и раньше, заменой в соответствующих формулах табл. 2 коэффициентов связи Ki, Кг на эффективные коэффициенты связи. При этом в общем случае связи искомые соотношения в режиме резонанса имеют вид

Гр.эф -

Т^р.эф -

2 VKK

С(1 +к^+к^)-2К^

1(\ + К^К^) 4K{i(\ л-+ К^)-(К^ + К^)]

(4.86) (4.87) (4.88)

В частном случае связи /Ci = /C2=0,5/C выражения для коэффициентов прохождения, отражения и поглощения совпадают соответственно с выражениями для коэффициентов отражения (4.82), прохождения (4.83) и поглощения (4.84), приведенными выше для случая включения резонатора как элемента связи.

В частном случае связи /Ci = 0, К2 = К коэффициент отражения равен нулю, а выражения для коэффициентов прохождения и поглощения равны

р.эф -

р.эф -

4К [U1 +К)-К]

(4.89) (4.90)

При расположении ферритового резонатора в области, где СВЧ магнитное поле поляризовано эллиптически, наблюдается явление непрохождения электромагнитной энергии через отрезок согласованной линии передачи с нелинейным ферритовым резонатором. Соотношение для уровня входной мощности Ро, при котором эффективный коэффициент прохождения равен нулю, имеет вид

пор

Наличие связи резонатора с линией передачи в направлении к генератору {К\фО) приводит к уменьшению уровня мощности Ро по сравнению со случаем невзаимной связи, когда /Ci = 0.

Результаты эксперимента, отмеченные точками наряду со сплошными расчетными линиями, согласуются с выводами теории {рис. 88). Расчет проводился по экспериментально найденным величинам коэффициентов связи в линейном режиме.



Экспериментальное исследование связи нелинейного ферритового резонатора с согласованной линией при расстройке резонатора в области резонанса показывает [121], что увеличение

Трзф 0.6

-0.2

-1.0 -5

О

Рис. 88. Зависимости эффективных коэффициентов прохождения и отражения при резонансе от уровня падающей мощности СВЧ при /(i = 0 075, /С2=2,1.

-12 -72

т

-2k 2.4

а

72 И-Н4

0.8 0.6 Ofi 02 О

т

П 0.8 0,6 0.4 0.2

-12 -7.2

-2.4 2,4

Н-Но. см


-12 -72

7,2 Н-Но-сц

Рис. 69. Зависимости модуля и фазового угла коэффициента прохождения от расстройки вблизи резонанса при уровне падающей мощности в качестве параметра:

°-Р'пор-5 36; 6-Р/Р„ = 1,5 дб: в-Р/Р„ р = 4,2 дб; г-Р/Р„ р = 5,4 дб.

уровня мощности выше порогового значения при слабой связи {К<\) приводит как к уменьшению экстремальных значений фазового угла коэффициента прохождения, так и к увеличению расстояния между этими значениями по оси расстройки. При

сильной связи (/С>1) увеличение уровня мощности вплоть до значения Ро почти не изменяет вид фазовой характеристики (рис. 89). Дальнейшее увеличение уровня мощности падающей волны приводит к тому, что фазовая характеристика становится аналогичной случаю слабой связи.

Некоторая асимметрия фазовых характеристик при запороговых уровнях мощности связана с асимметрией резонансных кривых коэффициента прохождения; она возрастает с увеличением уровня мощности. При этом ветвь резонансной кривой коэффициента прохождения в области магнитных полей, превышающих резонансное значение, изменяется быстрее, чем ветвь в области дорезонансных магнитных полей. При уровнях мощности, превышающих на несколько децибелл пороговое значение, может возникать нестабильность прошедшей мощности, что отмечено на резонансной линии коэффициента прохождения в виде скачка С (рис. 89).

При увеличении уровня мощности падающей волны выше порогового значения наблюдается смещение резонансной частоты ферритового резонатора. Причем особенно заметно оно при сильной связи резонатора с линией передачи в линейном режиме. В этом же случае (/С>1) вблизи порогового уровня мощности наблюдается небольшое увеличение как нагруженной добротности ферритового резонатора, так и его магнитной восприимчивости при резонансе.

4. 6. СВЯЗЬ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РЕЗОНАТОРА С ЛИНИЕЙ ПЕРЕДАЧИ СВЧ

Используя общие расчетные соотношения для коэффициентов связи твердотельного резонатора с линией передачи (4.26), рассчитаем связь диэлектрического резонатора с линией передачи. Если плоский диэлектрический резонатор ориентирован произвольно относительно осей координат прямоугольной системы координат, по которым разложены составляющие СВЧ магнитного поля (рис. 90), то с учетом соотношений (2.86), (2.89), (2.112) для дипольного момента и соотношения (4.26) коэффициент связи диэлектрического резонатора с согласованной линией передачи можно рассчитать по формулам:

1. Резонатор ориентирован произвольно в линии передачи

-{hisincos+ sinsin a,. 2. Резонатор ориентирован в плоскости хоу

3. Резонатор ориентирован в плоскости yoz

(4.92)

(4.93)

(4.94)



4. Резонатор ориентирован в плоскости xoz

= -р- {hi cos 2 + hi sin 2).

(4.95)

где

0,74vDeFQ q



Рис. 90. Ориентация плоского диэлектрического резонатора относительно осей координат.

Рис. 91. Диэлектрический резонатор в прямугольном волноводе.

ДЛЯ плоского цилиндрического резонатора и

l6veABFQaq

амплитуды

для плоского прямоугольного резонатора; hx, hz составляющих СВЧ магнитного поля.

Рассмотрим некоторые особенности взаимодействия диэлектрического резонатора с линией передачи на примере связи резонатора с прямоугольным волноводом [53].

При включении диэлектрического резонатора как неоднородности в согласованном прямоугольном волноводе (рис. 91) коэффициент связи резонатора с волноводом рассчитывается по формулам:

цилиндрический резонатор

8 vDeQoF

sin Р^а; sin о. cos -f-

+ ( 2) соз^Рлsin loins

(4.96)

прямоугольный резонатор \&,2vAb\q f

К

аЬКу (А' + B)G

sin- р^лГд sin ttj cos -f

+ (-2-Jcos2px sin2a,sin==a2

(4.97)

При связи резонатора с волноводом по продольной составляющей магнитного поля (рис. 92) коэффициент связи максимален при расположении резонатора вблизи стенок волновода. Коэффициенты отражения и прохождения рассчитываются по общим формулам (табл. 2) и при перемещении резонатора в волноводе


0,8 06 Q4 0.2 О

У

Рис. 92. Зависимость коэффициента связи диэлектрического резонатора с волноводом от координаты расположения резонатора в волноводе при а, = а2=90°.

Рис. 93. Зависимости коэффициентов прохождения и отражения при резонансе от координаты расположения цилиндрического диэлектрического резонатора в прямоугольном волноводе при 01=90°, 02=0.

определяются (рис. 93) соответствующей зависимостью коэ циента связи.

При включении диэлектрического резонатора как элемента связи двух прямоугольных волноводов (рис. 94) и симметричном расположении резонатора в центре отверстия коэффициенты связи также рассчитываются согласно соотношениям (4.96), (4.97), которые в данном случае упрощаются, поскольку связь волноводов осуществляется только через поперечную составляющую магнитного поля, имеют вид:

связь волноводов при помощи цилиндрического резонатора

= К, = 0,5 Л' sin Р.о sina cos а,; (4.98)

аЬк^л, и

связь волноводов при помощи прямоугольного резонатора К,К, = 0,5 К = sin Р,;. sin а, cos а,. (4.99)

Угловая зависимость коэффициента связи определяет зависимость коэффициента прохождения от ориентации резонатора в волноводе (рис. 95).

Резонансная передача энергии в системе существенно зависит от симметрии расположения резонатора в отверстии связи (рис. 96). Исследование экранирующего влияния металлической стен-



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