![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
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 8К Обобщенная расстройка равна Фг=Фо-2Pz 8К (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 -к 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 2м 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- |
© 2025 Constanta-Kazan.ru
Тел: 8(843)265-47-53, 8(843)265-47-52, Факс: 8(843)211-02-95 |