Объемные резонаторы

Как известно, короткозамкнутые отрезки длинных линий обладают свойствами колебательных контуров. Подобными свойствами обладают и короткозамкнутые отрезки волноводов. Колебательная система, представляющая собой отрезок волновода, замкнутый с обоих концов, называется объемным резонатором.

Принцип работы объемного резонатора основан на свойствах короткозамкнутой длинной линии (рис. 3.3.4).

Рис. 3.3.4. Короткозамкнутый четвертьволновый отрезок

длинной линии

Если на вход короткозамкнутого четвертьволнового отрезка длинной линии подать синусоидальное напряжение от генератора СВЧ, то в линии установится режим стоячих волн.

В этом случае напряжение в начале линии (у генератора) будет максимальным, а в конце линии (в месте короткого замыкания) – равно нулю. Ток достигает максимального значения в месте короткого замыкания, т. е. в конце линии. В начале линии ток будет равен нулю, т. к. входное сопротивление короткозамкнутого четвертьволнового отрезка линии бесконечно велико.

Следовательно, напряженность электрического поля будет максимальной в месте подключения генератора, а максимальная напряженность магнитного поля – в месте короткого замыкания. Диаграмма распределения напряженности электрического и магнитного полей приведена на рис. 3.3.5.

Напряженность электрического и магнитного полей можно увеличить путем параллельного соединения нескольких четвертьволновых отрезков линии. При бесконечном увеличении числа параллельно соединенных отрезков линий получается сплошная замкнутая система в форме цилиндра диаметром l/2. Такая система называется объемным резонатором (рис. 3.3.6).

Генератор оказывается подключенным к точкам, расположенным на пересечении торцевых поверхностей цилиндра с его продольной осью.

Распределение напряженностей электрического Е и магнитного Н полей показано на рис. 3.3.7.

Рис. 3.3.6. Объемный резонатор

3.3.7. Распределение электрического и магнитного полей по диаметру объемного резонатора