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