Читать онлайн «Коаксиальный резонатор: Учебно-методическое пособие к специальному лабораторному практикуму ''Полупроводниковые приборы СВЧ''. Часть V»

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Нойкин Ю. М. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ к специальному лабораторному практикуму «Измерения на СВЧ» (специальность 013800 – радиофизика и электроника) Часть V КОАКСИАЛЬНЫЙ РЕЗОНАТОР Ростов-на-Дону 2008 1  Кафедра прикладной электродинамики и компьютерного моделирования Учебно-методическое пособие разработано: кандидатом физико-математических наук, доцентом Нойкиным Ю. М. Ответственный редактор доктор физико-математических наук, Заргано Г. Ф. Печатается в соответствии с решением кафедры прикладной электродинамики и компьютерного моделирования физического факультета ЮФУ, протокол № 7 от 13 ноября 2007 г. Работа финансировалась по гранту №05/6-23 ЮФУ. 2  Лабораторная работа №5 КОАКСИАЛЬНЫЙ РЕЗОНАТОР Цель - изучить физический принцип действия, конструкцию, параметры и характеристики коаксиального резонатора и его резонансные свойства. Самостоятельная работа – а) изучить пособие; б) занести в рабочую тетрадь: название и цель; основные положения, формулы и рисунки необходимые при ответе на контрольные вопросы. 1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ В диапазоне СВЧ вместо контуров из сосредоточенной индуктивности L и ёмкости С используется полость, замкнутая металлической оболочкой и называемая объёмным резонатором. Резонаторы – это колебательные системы СВЧ диапазона. Современные типы полых резонаторов можно разделить на следующие основные группы: - резонаторы, сводящиеся к отрезкам, коаксиальных или волноводных линий передачи; - резонаторы квазистационарного типа, имеющие явно выраженные ёмкость и индуктивность; - резонаторы бегущей волны, которые представляют собой свёрнутую в кольцо линию передачи. Резонаторы характеризуются: - типом колебаний; - резонансной частотой; - добротностью. Объёмные резонаторы находят широкое применение в генераторах, усилителях, волномерах, фильтрах и т. д. в качестве колебательных систем СВЧ. 3 Внутри замкнутой металлической полости устанавливается электромагнитный процесс, характеризующийся большим накоплением энергии. 2 ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ ПЕРАМЕТРЫ РЕЗОНАТОРА Иногда достаточно знать лишь ряд эквивалентных параметров резонатора, не прибегая к детализации полевой картины колебаний в них. Каждый объёмный резонатор для данного типа колебаний приближённо можно представить в виде эквивалентной схемы с индуктивностью L, ёмкостью С и сопротивлением потерь контура r = 1 / σ [Ом. м] (рисунок 1,а). После перехода от параметров L и С к последовательной реактивности X = (ωL − 1 / ωC ) приходим к эквивалентной схеме (рисунок 1,б).