43) Собственные и резонансные частоты резонаторов

Собственные частоты резонаторов - это частоты свободных колебаний, которые возникают при скачкообразном изменении какого- либо параметра колебательной системы или стороннего поля. При это резонатор работает в режиме вынужденных, а не свободных колебаний.

Резонансные частоты- это частоты вынужденных колебаний, на которых взаимный обмен энергией между источником вынужденных колебаний и резонатором отсутствует . Энергия поступает только от источника в резонатор на компенсацию потерь. Поле при резонансе достигает максимального значения, также как и запасенная энергия поля, а входное сопротивление резонатора, как нагрузки для источника возбуждения, активно и максимально. Так же, как и в резонансном контуре, между поле Е и Н сдвиг по фазе составляет 9 , поэтому, когда максимально электрическое поле, магнитное поле равно нулю, и наоборот.

Собственная частота и резонансная частота связаны друг с другом через добротность Q так, что

44) Запасенная в резонаторе эм энергия и расчет потерь

ЭМ энергия в резонаторе при резонансе вычисляется путем интегрирования по объему резонатора удельной энергии эл. и магн. поля или одного из них в момент, когда соответствующее поле принимает макс.значение. Если в резонаторе нет излучения и теловых потерь, то при резонансе энергия эл.поля периодически преобразовывается в энергию магн.поля и обратно. Средние за период значения эл.имагн. полей равны:

Расчет потерь:

Средняя мощность потерь в каждой стенке резонатора находится путем интегрирования по ее поверхности удельных потерь :

, где – удельное поверхностное сопротивление

Если диэлектрик в резонаторе не идеальный, то :

, где – тангенс угла диэлектр. потерь

45) Добротность резонаторов

Добротность – безразмерный параметр, равный отношению ЭМ энергии, запасенной колебательной системой при резонансе, к энергии потерь за период Т, умноженный на 2π.

где ;

– полоса пропускания на уровне 0,7 по полю.

Здесь учитываются лишь потери в стенках резонатора. Если же резонатор заполнен диэлектриком с потерями, результирующая добротность равна:

где – добротность резонатора с потерями только в стенках

– тангенс угла диэлектр. потерь

46) Эффект Фарадея

Эффект фарадея заключается в повороте плоскости поляризации линейно поляризованной волны при ее прохождении в продольно подмагниченном феррите.

47) Явление ферромагнитного резонанса

Ферромагнитный резонанс заключается в резком увеличении потерь у волны с правым круговым вращением при ее прохождении в продольно-подмагниченном феррите.

μ- действительная часть отвечает за свойства

-мнимая часть за потери

49) Формула идеальной радиопередачи

P_пр.св. = P_излD_излD_прλ²/(4πr)² = ПD_излА_эфф.

P_пр.св – мощность на входе приемника. P_изл – мощность источника [Вт]. Dизл, Dпр – коэф. направленного действия (КНД) излучающей/приемной антенны. П = P_изл/(4πr²) – вектор Пойнтинга. А_эфф = D_прλ²/(4π) – эффективная площадь приемной антенны, характеризующая площадь фронта волны, из которой антенна извлекает энергию. D – КНД, показывает во сколько раз изменится плотность мощности на заданном расстоянии от излучателя при направленном излучателе, по сравнению с ненаправленным. Dизл∙Dпр – применение направленных антенн эквивалентна увеличению излучаемой мощности в Dизл∙Dпр раз.

P_пр.св. = ПD_излА_эффF, где F – множитель ослабления. F = 10^(-rα/10), α [дБ/км], r – длина трассы [км].