
- •Общие положения теории эмп Основные законы электродинамики
- •Материальные уравнения
- •Теорема Остроградского-Гаусса
- •Принцип перестановочной двойственности
- •Лемма Лоренца
- •Плоские электромагнитные волны
- •Частотная дисперсия характерна также для плазмы (ионизированный газ), для нее:
- •Поляризация волн
- •Частные случаи:
- •Граничные условия для векторов эмп
- •Нормальные составляющие
- •Тангесальные составляющие
- •Падение плоских электромагнитных волн на границу раздела двух сред
- •Нормальная поляризация.
- •Угол Брюстера
- •Угол полного внутреннего отражения
- •Рассмотрим более подробно второй закон Снелля
- •Рассмотрим поле во второй среде:
- •Отражение от системы слоёв
- •Частные случаи
- •Усвч (Устройства сверх – высоких частот)
- •Связь между продольными и поперечными составляющими электромагнитного поля
- •Будем полагать:
- •Прямоугольный металлический волновод
- •Структура эмп волны типа
- •Волна .
- •Щ ель эффективно излучает, если она перерезает линии поверхностного тока.
- •Круглый металлический волновод
- •Коаксиальный волновод
- •Высшие типы волн в коаксиальном волноводе.
- •Особенности использования коаксиального волновода
- •Полосковые линии передачи
- •С имметричная волновая линия.
- •В ысокодобротная линия.
- •Л иния с подвешенной подложкой.
- •Волноводы п и н формы
- •З амедляющие системы
- •Линия Губо
- •Диэлектрические волноводы
- •Потери в линиях передачи электромагнитной энергии
- •Коаксиальный волновод:
- •Прямоугольный и цилиндрический волноводы:
- •Распространение эмв в линиях конечной длины
- •Кпд линии
- •Возбуждение эм колебаний
- •Достаточно часто используют коаксиальные резонаторы, у которых кри значит: .
- •Магнитронный резонатор
- •Резонатор бегущей волны
- •Элементы свч трактов Волноводные тройники
- •Основные свойства волноводного тройника.
- •Элементы конструкций линий передачи свч
- •1.Неподвижные прямые соединения.
- •2. Подвижные соединения.
- •3.Вращающиеся сочленения.
- •Изгибы и скрутки линий передач свч
- •Емкость можно уменьшить, если уменьшить размер центрального проводника.
- •Трансформаторы типов
- •В клиновидном трансформаторе обычный прямоугольный волновод с помощью клиньев длиной (2в переходит в н образный волновод, имеющий пониженное волновое сопротивление.
- •Согласование линий передачи
- •Узкополосное согласование
- •Широкополосное согласование
- •Волноводно-ферритовые элементы
- •Случай продольной волны в поперечно намагниченном феррите
- •Рассмотрим работу циркуляторов, исследуемых в лабораторных работах
- •Развязывающие устройства
- •Н аправленные ответвители
- •Примеры использования циркулятора:
- •Фазирующие устройства
- •Механический фазовращатель «тромбонного типа».
- •Поляризационные устройства
- •Поляризационные устройства бывают механические и электрические.
- •Симметрирующие устройства (в дальнейшем су)
- •Конструкции симметрирующих устройств
- •Щелевые симметрирующие устройства
- •Симметрирующие устройства на основе плавных переходов
- •Коммутационные устройства свч на полупроводниковых диодах
- •Свч выключатели на коммутационных диодах
- •Полупроводниковые свч коммутаторы
- •Дискретные отражательные диодные фазовращатели свч
Достаточно часто используют коаксиальные резонаторы, у которых кри значит: .
Н E
Как показывают расчеты, у коаксиальных резонаторов из меди собственная добротность на волнах до 10см достигает нескольких тысяч и быстро падает с уменьшением
.
Их широко используют в волномерах в качестве фильтров, колебательных контуров в РПДУ. Для уменьшения геометрической длины КР (это важно прим) между центральным проводником и короткозамкнутой пластиной оставляют зазор.
t
d
Ширина зазора выбирается много меньше длины волны, чтобы концентрация Е в зазоре была максимальна.
Чтобы
получить резонатор надо, чтобы коротко
замкнутый отрезок линии длиной t
имел индуктивное сопротивление, то
есть t
.
Резонансной
будет частота, на которой
и определяется из равенства:
,
где ZB-волновое сопротивление КЛ.
Добротность у такого резонатора меньше, чем у обычного.
Добротность
нагруженного резонатора на практике
проще определить из формулы:
.
Время
затухания колебаний:
t
(за это время
энергия уменьшится в 100 раз).
*(рассказать о проходном резонаторе)*
Все рассмотренные резонаторы широко используются на практике, однако их колебания не могут эффективно взаимодействовать с электронным потоком, т.к. период колебаний Т составляет малую часть времени пролета электрона, т.е. электрон то ускоряется, то замедляется, а в среднем обмена энергией нет.
Уменьшение длины пробега электрона приводит к уменьшению добротности.
Чтобы решить эту проблему надо создать дополнительные резервуары энергии, например, тороидальный квазистационарный резонатор:
h
d
Характерная особенность квазистационарных резонаторов – четко выраженное разделение электрических и магнитных полей.
Это
позволяет рассматривать такие резонаторы
как колебательные контуры с сосредоточенными
параметрами:
.
Для
тороида:
,
,
.
Это
приближенно, так как не учитывается
искривление поля на краю:
,
,
.
Магнитронный резонатор
Для
ячейки магнитронного резонатора:
.
Резонатор бегущей волны
Существуют
резонаторы, в которых явление резонанса
имеет место в режиме бегущей волны
(свёрнутая в кольцо линия передачи её
длина должна быть кратна числу
).
Элементы свч трактов Волноводные тройники
Н – плоскостное разветвление на эквивалентной схеме представляется параллельным соединением линий, так как продольные токи на широких стенках в месте соединения разветвляются на два направления.
2
3
1
W X W
4
2 3
1
W
W B W
2 3
Направление электрического вектора не меняется.
В
то же время, разветвление представляет
собой неоднородность и, следовательно,
здесь будут возбуждаться поля высших
типов - реактивное сопротивление (Х), в
зависимости от соотношения между
и а
в, может быть, индуктивного или ёмкостного
характера.
Т
- образное разветвление в плоскости Е
имеет то свойство, что при переходе
энергии из плеча 1 в 2-3, фазы
в них противоположны, но мощность
делиться пополам (нагрузки согласованные).
При подаче мощности в любое другое плечо, она в общем делиться не поровну за счёт неоднородности и, чтобы обеспечить симметрию, надо использовать либо диафрагмы, либо штыри, либо ступенчатые трансформаторы.
В
А Б
Г
Из
сравнения Н и Е тройников следует, что
у Н – больше Р
,
а у Е шире полоса частот, но при этом
они оба узкополосные.