Коаксіальний резонатор з хвилею типу т

Структура четвертьхвильового резонатора:

зонд

Збуджують цей резонатор частіше магнітним зондом, але можна і електричним.

Розподіл поля хвиля

l

Е

30дБ

х

Центральний провідник коаксіальної лінії буде збільшувати крайову ємність, а тому приведені формули розрахунку резонансних частот і довжин хвиль будуть наближеними.

Збільшимо крайову ємність:

С

l

Перестроювальний резонатор має вигляд четвертьхвильового резонатора, але середній стержень зроблений у вигляді гвинта(змінюючи його положення, змінюємо ):

Мікрогвинт.

Резонатори на основі відрізків хвилеводів

Розглядаємо резонатор, як відрізок прямокутного хвилеводу. У нескінченному прямокутному хвилеводі існує режим біжучої хвилі. Якщо його закаротити з однієї сторони, то буде режим стоячої хвилі. Розглянемо, чим відрізняються ці режими:

Наприклад для хвилі :

закоротки

а

В нашому випадку – режим стоячої хвилі в поперечному напрямку, і режим біжучої хвилі в повздовжньому.

Де б ми не ставили закоротку для режиму біжучої хвилі, крайові умови не виконуються(або для , або для ).

Для того, щоб крайові умови виконувались в закороченому хвилеводі, потрібно змістити максимум поля на (або ).

а

металева пластини

Розподіл поля Е відповідає розподілу напруги в лінії передачі:

E_y, H_z

H_x E_y пропорційна H_x

Це нам дає те, що вектор Пойнтінга в різних точках має різний напрямок, тобто маємо коливальний процес:

;

Крайові умови на малюнку ,що вище, будуть виконуватися, якщо розмістити металеву пластину на віддалі від закоротки. Перейдемо від хвилеводу з біжучою хвилею до вилеводів з стоячою хвилею. А відрізавши ще ми отримуємо резонатор:

a

В хвилеводі це була хвиля , а в резонаторі треба ще добавити індекс, що відповідає числу стоячих напівхвиль по осі хвилеводу. Отримуємо .

Якщо поставити стінку на відстані , то отримаємо інший резонатор з хвилею типу :

Структура струмів:

Для H_101: Для H₁₀₂

Такий розподіл буде для всіх хвиль типу:

;

Тобто .

Аналогічно все робиться і для хвиль типу Е.

Наприклад :

Режим біжучої хвилі

Поставимо закоротку:

Режим стоячої хвилі

l для Е₁₁₀

для Е₁₁₁

Другу закоротку можна поставити на любій відстані l.

Для хвилі типу Е₁₁₀

а

l

Поле розподілене рівномірно

Для хвилі типу Е₁₁₁:

а

l

l

Розподіл поля

Знайдемо резонансну частоту резонатора і :

(1)

(2)

Підставимо (2) в (1): - це умова резонансу, але при умові (2) .

,

Звідси резонансна довжина хвилі:

( ).

Це формула годиться для будь-якого резонатора, який ми розглядаємо як відрізок хвилеводу.

Для прямокутного резонатора:

Для призматичного хвилеводу:

;

b l , .

а

Основний вид коливань резонатора має найбільшу ( найменшу ).

Не існує хвилі з усіма нульовими індексами . Найбільша буде у таких трьох комбінаціях індексів:

Серед них і треба вибрати найбільшу .

Циліндричний резонатор як відрізок круглого хвилеводу:

Для хвилі типу :

:

,

.

Розглянемо, які типи коливань тут можуть бути:

Наприклад в круглому хвилеводі:

R

l

Режим біжучої хвилі

вздовж осі хвилеводу

Закоротимо хвилевод зверху, маємо режим стоячої хвилі:

l

закоротки

Другу стінку можна поставити на будь-якій відстані l:

Струми в стінках:

Якщо другу стінку поставити на відстані , то буде коливання виду :

Розподіл струмів :

Для хвилі типу :

;

;