🗊Презентация Электромагнитные колебания в полых резонаторах. Лекция 12

Лекция №12. Электромагнитные колебания в полых резонаторах. Электромагнитные колебания в объемных резонаторах. Поля в полых прямоугольных и круглых резонаторах. Добротность объемных закрытых резонаторов.

1 Электромагнитные колебания в объемных резонаторах Рисунок 3.1 – Схема колебательного контура в низкочастотной цепи Принцип работы: переход энергии электрического поля конденсатора в магнитное поле катушки и наоборот. Основное свойство - частотная избирательность по отношению к внешнему гармоническому воздействию: амплитуда его колебаний максимальна на резонансной частоте и уменьшается по мере удаления от нее. Основное назначение –поддержание в течение длительного времени периодических колебаний, вызванных внешним импульсом. Применение резонаторов - неотъемлемая часть многих усилителей, большинства генераторов, приемников, частотных фильтров и измерителей частоты.

Аналог колебательного контура в Аналог колебательного контура в высокочастотной области – резонатор. Рисунок 3.2 – Геометрия закрытого резонатора Принцип работы: использование колебательного процесса перехода электрического поля в магнитное в электромагнитной волне. (В теореме Умова-Пойнтинга данный процесс описывается слагаемым Для исключения потерь на излучение объем, в котором сосредоточено поле, изолируется металлом. Конструкция называется объемным резонатором.

2 Поля в полых прямоугольных и круглых резонаторах Структура поля в резонаторе Наиболее простым вариантов выполнения полого закрытого резонатора является введение металлических стенок (закороток) в волновод. Введение стенок выполняется так, чтобы внутри отрезка волновода укладывалось целое число полуволн. Получающаяся стоячая волна - результат многократных упорядоченных отражений исходной бегущей волны регулярного волновода от обеих поперечных стенок.

Комплексные амплитуды полей: Комплексные амплитуды полей: (3.1) (3.2) (3.3) (3.4) (3.5) (3.6)

Длины волн собственных колебаний: (3.7) Длины волн собственных колебаний: (3.7) Тип колебаний в резонаторе, имеющий наибольшую длину волны собственных колебаний, называют основным. Типы колебаний, имеющие различные структуры, но одинаковые собственные длины волн, называют вырожденными. Вырождение рабочего типа колебаний приводит к усложнению структуры поля в резонаторе, увеличению потерь в нем и искажению его частотных характеристик. Подавление вырожденного паразитного типа осуществляется обеспечением его сильного затухания в резонаторе.

Поле колебаний Н101