Тема 5. Объемные резонаторы

1. Постановка задачи.

Переход от металлического волновода к объемному резонатору: стоячая волна в волноводе и стоячая волна в резонаторе, формула для резонансной частоты.

2. Прямоугольный объемный резонатор

Колебания типа Е в прямоугольном объемном резонаторе (вывод). Свойства структуры поля. (Уметь строить картины поля и токов для колебаний Е₁₁₀, Е₁₁₁ и указывать способы их возбуждения.)

Колебания типа Н в прямоугольном объемном резонаторе (вывод). Свойства структуры поля. (Уметь строить картины поля и токов для колебаний Н₁₀₁, Н₁₁₁ и указывать способы их возбуждения.) Основной тип колебаний в прямоугольном объемном резонаторе.

3. Круглый объемный резонатор.

Постановка задачи, граничные условия, принцип нахождения составляющих Свойства структуры поля, резонансная частота.

Основной тип колебаний в круглом объемном резонаторе. Картины поля и токов, способы возбуждения колебаний Е₀₁₀, Е₀₁₁, Н₁₁₁, Н₀₁₁.

4. Добротность объемных резонаторов.

Определение добротности. Нахождение добротности. Вклад потерь в металле и потерь в диэлектрике.. Использование понятия добротности. АЧХ резонатора.

Типовые задачи: 7.1.3., 7.1.5., 7.1.6., 7.1.20., 7.1.36., 7.2.2., 7.2.5.

Тема 6. Неоднородные уравнения максвелла. Элементарные излучатели.

1. Неоднородное уравнение Гельмгольца для векторного потенциала.

Постановка задачи. Векторный и скалярный потенциалы электромагнитного поля. Неоднородное уравнение Гельмгольца.

Решение неоднородного уравнения Гельмгольца. Анализ этого решения, функция Грина.

2. Элементарный электрический излучатель (вибратор).

Определение элементарного электрического излучателя. Векторный электрический потенциал для элементарного электрического излучателя (вывод).

Составляющие поля элементарного электрического излучателя (вывод). Дальняя и ближняя зона и особенности поля в этих зонах. (Уметь строить картины силовых линий поля в дальней зоне для различных типов излучателей.).

Диаграмма направленности, мощность излучения, сопротивление излучения элементарного электрического излучателя.

3. Элементарный магнитный излучатель.

Магнитный ток. Принцип перестановочной двойственности. Элементарный магнитный излучатель (вибратор). Свойства структуры поля в дальней зоне.

Элементарный щелевой излучатель, мощность излучения и сопротивление излучения. Элементарный рамочный излучатель.

Типовые задачи: 8.1.1., 8.1.4., 8.1.5., 8.1.6., 8.1.7.

Справочный материал

1. Выражения для ротора, дивергенции и оператора «набла квадрат» в цилиндрической и сферической системах координат.

2. Векторные тождества, содержащие в левой части: а) ротор от ротора вектора; б) дивергенцию от векторного произведения векторов.

3. Формулы, связывающие коэффициент фазы, коэффициент ослабления, фазовую скорость и характеристическое сопротивление среды с тангенсом угла потерь.

4. Формулы перехода от волны с эллиптической поляризацией к сумме волн с круговыми поляризациями и наоборот.

5. Формулы для плазменной частоты и комплексной диэлектрической проницаемости сверхпроводника.

6. Формулы для коэффициентов отражения и преломления в случае перпендикулярной и параллельной поляризаций.

7. Формулы связи поперечных составляющих поля в волноводе с продольными составляющими – в декартовых и цилиндрических координатах.

8. Формулы для составляющих поля волн типа Е и типа Н в прямоугольном и круглом металлических волноводах. Уравнение Бесселя.

9. Формулы для составляющих поля волн типа Е и типа Н в прямоугольном и круглом объемных резонаторах.

10. Составляющие поля элементарного электрического излучателя (промежуточная зона).

11. Сопротивления различных элементарных излучателей в среде с характеристическим сопротивлением Z_с.

ПРИМЕЧАНИЕ. При подготовке рекомендуется ознакомиться с вопросами для самопроверки знаний по курсу на сайте кафедры.

Лектор, доц. каф. ОРТ

М.Н. Крамм