Возбуждение объемного резонатора и его эквивалентная схема. Способы включения объемного резонатора в линию передачи

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

В данном вопросе исследуются способы возбуждения объемных резонаторов. Рассматриваются элементы возбуждения и места их включения; обсуждается эквивалентная схема объемного резонатора.

На практике объемный резонатор всегда должен быть тем или иным способом связан с внешними устройствами. Возбуждение колебаний в объемном резонаторе осуществляется тремя способами (см. рис. 9):

1) С помощью штыря (зонда)

2) С помощью петли

3) С помощью отверстия (щели).

Рис. 9 – Способы возбуждения объемных резонаторов

Первые два способа применяются, если подводящий к резонатору линией является коаксиальный волновод, третий – если прямоугольный или круглый волновод.

Месторасположение элемента возбуждения определяется типом колебания, который необходимо возбудить в объемном резонаторе. Согласно теореме взаимности, условия ввода энергии в резонатор и вывода одинаковы. Следовательно, тот элемент связи, который эффективно выводит энергию волны определенного типа, столь же эффективно будет и возбуждать эту волну, если к нему подключит генератор.

Рассмотрим элемент возбуждения в виде штыря. Возникающая в штыре ЭДС определяется формулой:

где: Е – напряженность электрического поля; l– длина штыря.

Поэтому для получения максимума ЭДС штырь должен располагаться в максимуме напряженности электрического поля того типа колебаний, который необходимо возбудить, причем ось штыря должна быть параллельна вектору .

Возникающая ЭДС в петле определяется законом электромагнитной индукции:

где: Н – напряженность магнитного поля, S – площадь петли.

Следовательно, петля должна располагаться в максимуме напряженности магнитного поля того типа колебаний который необходимо возбудить, причем плоскость петли должна быть перпендикулярна вектору .

Основное правило при определении местоположения щелей заключается в том, что щель должна быть расположена перпендикулярна силовым линиям поверхностного тока на стенках резонатора. Кроме того, на характеристики возбуждения существенную роль будет играть размер и форма отверстия.

Рассмотрим теперь эквивалентную схему объемного резонатора. Пусть ввод и вывод энергии в объемный резонатор осуществляется с помощью отверстий связи (см. рис. 10), причем размер этих отверстий одинаков.

Рис. 10 – К определению эквивалентной схемы объемного резонатора

Качественно оценим значение напряженности электрического поля, прошедшей через объемный резонатор волны Е_пр. При падении волны на первую диафрагму, часть волны отразиться, следовательно:

= Е_пад – Е_отр = Е_пад(1 – Г),

где: - коэффициент отражения от диафрагмы.

На входе второй диафрагмы прошедшая волна Е`_пр набирает фазу е^-j^b^L, следовательно:

Часть волны отразится теперь уже от второй диафрагмы, и на выходе резонатора получим:

Мгновенное значение:

Е_пр = Е_пад(1 – Г)²½cos(bL)½ = Е_пад (1 – Г)²½cos ( )½.

Из этого выражения видно, что Е_пр = Е_прmax = Е_пад (1 – Г)², если b – постоянная распространения в волноводе, которая отвечает условию резонанса:

, р = 1, 2, ...

При остальных дли-нах волн, не отвечающих данному условию, амплитуда прошедшей вол-ны уменьшается. Следовательно, зависимость Е_пр от частоты будет иметь вид, показанный на рис. 11, а.

а) б)

Рис. 11 – АЧХ и эквивалентная схема объемного резонатора

Из теории электрических цепей известно, что аналогичную рис. 11, а) зависимость напряжения от частоты имеет параллельный LC контур, включенный параллельно в линию. Следовательно, эквивалентная схема объемного резонатора может быть представлена рис. 11, б.

Рассмотрим способы включения объемного резонатора в линию передачи, среди которых различают:

- проходной способ или последовательное включение (рис. 12, а);

- адсорбционный способ или параллельное включение (рис. 12, б).

а) б)

Рис. 12 – Способы включения объемного резонатора в линию передачи

При последовательном включении происходит отражение мощности сигнала от объемного резонатора на всех частотах за исключением резонансной. При параллельном включении происходит интенсивный отбор мощности из линии передачи в объемный резонатор на резонансной частоте.

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 2496; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!