![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
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) .Р 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 2р (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 2К (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- |
© 2025 Constanta-Kazan.ru
Тел: 8(843)265-47-53, 8(843)265-47-52, Факс: 8(843)211-02-95 |