6} к

Б

S l.dmJM,

Рис. -15.04.5, Теоретические кривые и экспериментальные точки и коэффициента связи Сплошной линией и кружками показаны соответственно теоретическая прн частоте 1250 Мгц. пунктиром н квадратами-при частоте 1300 Мгц,

2 иШн

адя внешней добротности Qe(a) к (б).

кривая и экспернментольные точки штрих пунктиром и треугольинка-ми - при частоте 1350 Мгч

НЫХ резонаторов при резонансе должиа составлять 25,98 см на частоте 1250 Мец и 19,41 см на частоте 1350 Мгц. Измерения показали, что фактические длины объемных резонаторов L существенно отличались от указан-иых значений; это говорит о том, что отверстия связи оказывают заметное влияние на резонансные частоты.

На рис. 15.04.6 приведена диаграмма типов колебаний для невозмущенного цилиндрического резонатора, на которой представлены все типы колебаний, какие могут существовать в резонаторе в частотном диапазоне 1050-1725 Мгц-

Оконечные волноводы ориентировались таким образом, чтобы они были сильно связаны с теми колебаниями типа ТЕ внутри резонаторов, у которых составляющие магнитного поля параллельны осям резонаторов. Колебании типа ТМ, не имеющие таких составляющих, очень слабо возбуждались оконечными волноводами. Однако, как видно из рис. 15.04.2, длина внутренних отверстий, т. е. размер вдоль окружности резонатора, больше их высоты, т. е. размера, параллельного оси резонатора. Поэтому случайно возбужденные в обоих оконечных резонаторах колебания типа ТМ очень сильно связаны друг с другом через внутренние отверстия. Чтобы уменьшить внутреннюю связь колебаний типа ТМ и тем самым снизить побочную передачу через фильтр на этнх типах колебаний, поперек каждого отверстия связи параллельно оси резонатора была помещена металлическая полоска с закругленными краями шириной 6,35 и толщиной 0,51 мм (см. рис. 15.04.2). На связь колебаний типа ТЕ она почти не влияла.

Существует несколько способов - 351 -

сведения к минимуму передачи через фильтр на других возможных колебаниях типа ТЕ (отличных от колебания ТЕон), которые могут быть связаны с помощью отверстий на частотах, отличающихся от расчетной. Один из ннх заключается в расположении

11,25 гг.! 23,11 Длина резаншгщш L, см

Рис. 115.04.6. Диаграмма типов колебаний для нсвозмущенно-го пилиндрического резонатора

отверстий связи посредине между верхней и нижней стенками резонаторов при настройке на частоту 1250 Мгц. Эта мера предельно снижает связь резонаторов между собой и с внешними волноводами прн колебаниях ТЕгц.

Для уменьшения связи между резонаторами (при колебаниях ТЕэц отверстия связи в каждом из них были расположены под прямым углом друг к другу, чем объясняется необычное взаимо-раоположеиие резОнаторов, показанных иа рнс. 15.04.2. Кроме - 352 -

того, в настроечных плунжерах каждого резонатора были сделаны радиальные линии передачи различной длины (см. рис. 15.04.2), образованные прикреплением к латунным перестраивающим плунжерам контактного типа алюминиевых дисков с прорезью в форме уступа по периферии. В двух перестраивающих плунжерах с самыми глубокими дроссельными канавками помещались два диска поглощающей бумаги толщиной 0,089 жм, имеющих сопротивление 2000 ом на единицу площади. Эти диски были расположены между латуннычн контактными и алюминиевыми дисками. В соответствующих резонаторах для мехаиического соединения двух частей плунжеров использовались нейлоновые .винты. Применение поглощающих Л.ИСТОВ В двух резонаторах .позволило снизить неиагру-женную добротность для нежелательных типов колебаний без заметного ее снижения для полезного колебания TiEou. iB настроечный плунжер с самой короткой радиальной линией поглощающую бумагу не ставили, поскольку в данном случае 0На снизила бы также и величину ненагруженной добротности резонатора для колебания ТЕоц.

Радиальные линии по-разному сдвигают резонансные частоты нежелательных типов колебаний в объемных резонаторах и, как отмечалось выше, снижают также ненагружеиную добротность для таких типов колебаний в двух peaoinaTopax. .Следовательно, значительно уменьшается передача иа этих колебаниях высших типов. На рис. 15.04.7 проиллюстрирован сдвиг резонансных частот в оконечном резонаторе, вызываемый двумя самыми глубокими дрос-сельным1и канавками в настроечных плунжерах для некоторых типов колебаний, близких по частоте к колебанию ТЕоц. Из рисунка видно, что наличие дроссельных канавок не приводит к пересечению кривых перестроек для нежелательных типов колебаний н колебания ТЕон. Достоинство этнх канавок состонт еще в том, что они несколько сдвигают резонансную частоту колебания TiMiii, в которое всегда вырождается колебание ТЕон н невозмущенном цилиндрическо.ч резонаторе. Лазы по краям .нижних торцевых стенок резонаторов также служат для смещения частоты колебания ТМш; их глубина равна 3,18, а ширлна 12,7 мм..

Обычный способ подавления эффектов, связанных с нежелательными типами колебаний в эхо-резонаторах или частотомерах, работающих на колебании типа ТЕм™, заключается в размещении поглощающего материала в тех местах объемных резонаторов, где он был бы сильно связан со всеми типами колебаний, за исключением колебаний типа ТЕмт (44], и поэтому сильно снижал бы их ненагруженные добротности Q . Следовательно, такой резонатор с активной нагрузкой при нспользовании в схеме на проход обеспечивает очень низкую передачу всех типов .колебаний, за исключением колебаний типа ТЕшт. При использовании в cxeiiie на отражение он вызывает незначительную реакцию в питающей линии, отражая 1МЮЩность только на резонансной частоте колебания TEoim.

Наиболее часто поглощающий материал располагают -позадн настроечного плунжера, который делают бесконтактным. Стенки резонаторов можно также вы-полнить в форме спирали с поглощающим материалом между витками. Поглощающий .материал (в особенности при размещении позади настроечного -плунжера) сильно смещает резонансные частоты всех типов колебаний, за исключением T-Eoim- .Поэтому их кривые перестройки существенно

Рис. 15,04.7. Диаграмма типов колебаний длн оконечного резонатора, иллюстрируюшан сдвиг резонансной частоты из-за апертур связи и дроссельных канавок на перестраивающих плунжерах. L - длине резонатора

отличаются от кривых перестройки щ невозмущеииом цилиндрическом резоваторе, показанных на рис. 15.04.7, и, вероятно, пересекают кривые перестройки для колебаний ТЕшш. Мощность, яогло-щаемая этими пересекающими колебаниями высшего типа, зависит от отнощения добротностей iQc я <Эи шля каждого из таких колебаний. Она максимальна лри значении Qe, равном Qu, и минимальна, когда значение Q, значительно отличается от Q . - 354 -

В случае слабо связанных резонаторов с колебанием ТЕит, подобных эхо-резонаторам и частотомерам, отношение добротностей Qe и Qu всегда очень велико для пересекающих колебаний .высших типов, и поэтому они не -поглощают заметаого количества энергии. Совершенно иное положение .а фильтрах с низким уровнем вносимых потерь, работающих на колебании TEpim, поскольку в данном случае величина отношения Qe к Q для этого тнпа колебания очень мала, а следовательно, отношение этих величин для пересекающих колебаний высших типов меньше и может оказаться очень близким к единице. В таком неблагоприятном случае пересекающие типы колебаний поглощают М.НОГ0 энергии, и снижается эффективная ненагруженная добротность полезного колебания ТЕо,т, что приводит к большим потерям в фильтре. Указанное явление наблюдалось в рассматриваемом фильтре экспериментально и явилось причиной того, что в нем использовалось минимальное число поглощающих элементов для подавлении паразитных типов колебаний.

Приближенное значение максимальной напряженности электрического поля в отверстиях связи. Максимальную напряженность электрического поля в отверстиях, связывающих резонаторы друг с другом и с внешними

волноводами, приближенно можно вычислить, ние прямоугольного во.чновода с помощью

предполагая, что раопределение поля в огвер- ри оугольного отверстиях синуоондальное. Рассмотрим вначале стия бесконечно тонкие диафрагмы с прямоугольными отверстиями. На рис. 15.04.8 показан

прямоугольный волновод, рвботающнй на ватне ТЕ[о н возбуждаемый прямоугольным отверстием с синусоидальным распреде. леиием электрического полн по его длине (в плоскости отверстия), которое определяется выражением

Рис. 1504.8. Воэбуж-

£.С05-,

(15.04.19)

где £i - максимальное значение напряженности электрического полн в плоскости отверстия длиной /.

Точное выражение для амплитуды Е максимального электрического поля, возбуждаемого в прямоугольном волноводе, имеет вид

£ =

4№соз - 356 -

15.04.20)