Учебники 80361

предполагается резкое разделение электрического и магнитного полей. Более строгий электродинамический расчет

Добротность тороидального резонатора определяется по отношению реактивного сопротивления к активному сопротивлению потерь. При учете потерь лишь в дисках и торе формула для добротности медного резонатора с тором круглого сечения принимает вид:

В приведенных формулах все линейные размеры и длина волны должны быть выражены в сантиметрах.

Соотношения, аналогичные рассмотренным, могут быть написаны и для резонаторов с тором прямоугольного сечения.

При проектировании полых объемных резонаторов, в том числе и тороидальных, широко используют законы подобия, на основании которых линейные размеры резонаторов, имеющих одинаковую форму и вид колебаний, относятся как их длины волн, а их добротности и резонансные сопротивления как корень квадратный из отношения длин волн. В результате возможен простой пересчет на другой

103

диапазон частот параметров ранее разработанного и испытанного резонатора.

5.6. Колебания в резонаторах эхокамер

Эхокамера представляет собой колебательную систему и предназначена для контроля работы радиолокационных станций.

Одними из наиболее важных параметров эхокамеры являются время звучания , определяющее величину засветки на экранах индикаторных устройств, и чувствительность, выражаемая изменением временем звучания при изменении подводимой к эхокамере мощности р .

Добротность объемного резонатора эхокамеры и ее чувствительность определяются по формулам:

пропускания.

При разработке эхокамеры основной задачей является создание резонатора с возможно большей чистотой типа колебаний, т.е. в резонаторе должны отсутствовать или сведены к минимуму резонансы на волнах, отличных от вида выбранного колебания. В то же время необходимо обеспечить получение нужной добротности эхокамеры. Достижение чистоты колебаний и высокой добротности можно получить путем рационального выбора рабочего типа колебаний.

С этой точки зрения, как показывает анализ, целесообразнее всего использовать цилиндрический резонатор с колебанием типа Hопр , причем наиболее оптимальным будет

колебание вида H 01 p , так как при нем возбуждается в

резонаторе меньшее число нежелательных (помеховых) колебаний, поскольку n nmin 1. Для сравнения отметим, что

104

затухающий характер, так как время звучания составляет порядка 10-20 мксек, а интервал между возбуждениями эхокамеры, определяемый частотой следования импульсов передатчика, обычно не менее 200 мксек.

Амплитуда колебаний в резонаторе затухает по экспоненциальному закону

где U 0 - начальная амплитуда;

-коэффициент затухания.

Добротность резонатора связана с зависимостью

просачивающейся в приемник радиолокационной станции через разрядник защиты.

Напряжение U определяется чувствительностью приемника.

Формула (5.14) может быть преобразована к виду

105

приемник; Рчув - чувствительность приемника.

Из (5.15) чувствительность эхокамеры будет равна

где f р выражена в мегагерцах, а N- в м/дБ.

106

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Техника сверхвысоких частот, в том числе и техника

дециметровых и сантиметровых волн, является одной из самых важных частей радиоэлектроники. В течение длительного периода времени техника СВЧ находила основное применение в радиолокации; затем область ее использования существенно расширилась. С волноводнорезонаторной аппаратурой приходится встречаться в самых различных отраслях народного хозяйства, таких, как: космическая радиоэлектроника, навигация, радиорелейная и многоканальная импульсная связь, атомная физика, медицина, биология, телевидение, радиоастрономия, сельское хозяйство и др.

Работа по усовершенствованию волноводных систем ведется постоянно. Перспективным, безусловно, является направление, связанное с миниатюризацией и микроминиатюризацией всех узлов СВЧ устройств. В этом отношении определенные успехи достигнуты с использованием полосковых линий. Наряду с этим продолжаются теоретические и экспериментальные поиски новых типов передающих линий СВЧ с применением новых синтетических диэлектриков, обладающих высокой диэлектрической проницаемостью и весьма незначительными потерями на СВЧ.

Большое внимание уделяется созданию новых волноводных цепей, в особенности многополюсных устройств, на базе существующих типов волноводов.

Проблемными еще остаются и вопросы создания высокодобротных колебательных систем СВЧ, особенно на миллиметровых и субмиллиметровых волнах.

В связи с изложенным изучение, исследование и разработка волноводно-резонаторных устройств актуальны и по сей день.

Настоящее учебное пособие дополняет лекционный материал по курсу «Техническая электродинамика».

107

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Конструкции СВЧ устройств и экранов / Под ред.

А.М.Чернушенко. – М.: Радио и связь, 1983. – 400 с.

2.Никольский В.В., Никольская Т.И. Электродинамика

ираспространение радиоволн. – М.: Наука, 1989. – 544 с.

3.Татур Т.А. Основы теории электромагнитного поля. –

М.: Высшая школа, 1989. – 271 с.

4. Федоров Н.Н. Основы электродинамики. – М.:

Высшая школа, 1980. – 399 с.

5. Сазонов Д.М., Гридин А.Н., Мишустин Б.А.

Устройства СВЧ. – М.: Высшая школа, 1981. – 296 с.

6.Автоматизированное проектирование устройств СВЧ

/Под ред. В.В.Никольского. – М.: Радио и связь, 1982. – 272 с.

108

109

110