22. Объемные резонаторы: типы колебаний, резонансные длины волн, добротности.
Одним из основных отличий объемного резонатора от колебательного контура с сосредоточенными параметрами является его многомодовость. Объясняется это тем, что в резонаторе, как и в волноводе, могут возбуждаться продольные магнитные Hmnp и продольные электрические Emnp типы колебаний (моды). Но в отличие от волноводов, кроме вариаций полей по поперечным координатам ( j и r) имеются вариации и по оси z, совпадающей с осью цилиндра. Выражения, определяющие структуру поля колебаний Hmnp и Emnp в цилиндрическом объёмном резонаторе, имеют следующий вид:
колебания Hmnp
колебания Еmnp
где m = 0, 1, 2,…число вариаций поля по координате j ;
n=1,2,… число вариаций поля по радиусу r;
p=0,1,2,… число вариаций поля по оси z;
А - постоянная, определяемая подаваемой в резонатор мощностью;
µmn - n-ый корень производной функции
νmn –n-ый корень функции Бесселя Jm
Резонансная длина волны λ определяется типом волн и размерами обьемного резонатора.
23. Устройство и применение коаксиального резонатора.
Коаксиальный резонатор больше похож на четвертьволновый шлейф, но не замкнутый.
Факторы, влияющие на параметры коаксиального резонатора: 1) Диаметр центрального резонатора (штыря):
Внешний диаметр штыря выбирается из соотношения с внутренним диаметром внешнего проводника (корпуса) резонатора равного 3,25, как дающего оптимальный характеристический импеданс 70 Ом (как в коаксиальном кабеле соотношение диаметров проводников определяет его характеристическое сопротивление – UA9LAQ) и максимально достижимую добротность.
2)Длина резонатора: Длина резонатора определяет рабочую частоту получившейся резонансной системы (как и наоборот: рабочая частота определяет длину резонатора). Длина резонатора обратно пропорциональна частоте, то же соотношение мы наблюдаем и применительно к любой антенне.
3)Петли связи: Петли связи (видоизменённые катушки связи) являются средством, с помощью которого
СВЧ энергия подводится к резонирующему элементу и отводится от него (поскольку добротность резонатора является очень большой, с ним необходима очень слабая связь, чтобы не ухудшать добротность резонатора.
Коаксиальные резонаторы находят широкое применение для создания частотно-селективных устройств и, в частности, фильтров в различной измерительной аппаратуре, системах связи, радиолокации и радионавигации.
Коаксиальный резонатор – резонатор, образованный КЗ отрезком коаксиальной линии, нагруженным на входе сосредоточенной емкостью. КЗ отрезок коаксиальной линии является основным элементом коаксиального резонатора. Он определяет как размеры, так и основные электрические параметры резонатора. Действительно, активные потери резонатора сосредоточены в КЗ отрезке. Входное реактивное сопротивление отрезка оказывает решающее влияние на добротность резонатора и является причиной множества резонансных частот.
КР относится к технике СВЧ и предназначен для создания частотно-селективных устройств СВЧ.
КР содержит корпус – экран, внутри которого расположен отрезок коаксиального волновода, заполненного диэлектриком, при этом внешний и внутренний проводники коаксиального волновода замкнуты одним концом на экран с противоположных сторон.
Похож на объемный резонатор, отличие, что он коаксиал и в его эпюрах напряжения.
КР находят широкое применение для создания фильтров в различной измерительной аппаратуре, системах связи, РЛС и радионавигации.