Собственная добротность

Собственная добротность ненагруженного резонатора [c.664]

Основным Достоинством этого вида колебаний является очень высокая собственная добротность резонатора из-за малых потерь в стенках, достигающая десятков тысяч. [c.121]

Важную роль играет собственная добротность резонатора, выражаемая в общем виде следующим образом [c.121]

Собственная добротность цилиндрического резонатора (с вакуумным заполнением) [c.122]

Радикальный путь уменьшения потерь — использование техники низких температур (криогенной техники), в частности явления сверхпроводимости. Сверхпроводящие волноводы и резонаторы имеют рекордные показатели по затуханию и добротности (так, например, собственная добротность сверхпроводящих объемных резонаторов может достигать значений Q IO - IO ). Это делает их незаменимыми в уникальных физических экспериментах, когда требуется предельно высокая чувствительность измерительной аппаратуры. Теории сверхпроводящих электродинамических систем посвящена монография [8]. [c.13]

Перейдем теперь к выводу расчетной формулы для собственной добротности в рассматриваемом случае. Введем систему собственных функций eq >, рассматриваемого резонатора при отсутствии потерь ( " = л" = 0) и, дополнив ее соответствующими потенциальными функциями, получим полные системы е, , Ь, , пригодные для разложения искомых полей. Представим собственные колебания в виде [c.83]

В данном параграфе мы рассмотрим один частный пример цилиндрического резонатора с частичным диэлектрическим заполнением, интересный тем, что введение диэлектрических тел повышает полную собственную добротность для некоторых типов колебаний [26, 27]. [c.115]

Полная собственная добротность Q находится (см. 1.10) из соотношения [c.117]

Если требуемая -собственная добротность резонатора велика (5000—10 000), то приходится отказываться от полосковых резонаторов и применять обычные полые резонаторы. Необходимо только сделать к ним элементы связи на полосковых линиях. Заземленные пластины припаивают к оболочке резонатора, а центральный проводник длиной, меньшей Л/4, подбираемой экспериментально, вводят сквозь отверстие в резонаторе в пучность электрического поля нужного вида колебаний. Центральный проводник полосковой линии внутри резонатора выполняет роль емкостного штыря его располагают параллельно силовым линиям электрического поля рабочего вида колебаний. Длина штыря, определяющая величину связи с резонатором, а следовательно, и величины нагруженной и внешней добротностей, подбирается экспериментально. [c.102]

НАГРУЖЕННАЯ И СОБСТВЕННАЯ ДОБРОТНОСТИ РЕЗОНАТОРА [c.27]

Для расчета собственной добротности Со можно воспользоваться известным соотношением [51] [c.30]

Другой путь определения собственной добротности заключается в непосредственном расчете запасаемой и рассеиваемой энергии на участках запредельных волноводов и на участке волновода с распространяющейся волной. С этой целью удобно ввести парциальные собственные добротности [c.32]

Q p — собственная добротность отрезка волновода с распространяющейся волной [c.33]

До сих пор предполагалось, что диссипативные потери в стенках волновода и диэлектрическом цилиндре отсутствуют. В этом случае нагруженная добротность полностью определяется степенью связи резонатора с подводящей линией передачи, т. е. Qш—Qe, где — внешняя добротность. Для определения собственной добротности необходимо учесть потери в металле и диэлектрике. Затухание, обусловленное конечной проводимостью стенок волновода, можно найти аналогично тому, как это сделано в 1.4. Затухание, обусловленное диэлектрическими потерями, рассчитывается следующим образом. [c.53]

Представленные на рис. 2.19—2.22 данные позволяют рассчитать собственную добротность Ро рассматриваемой ячейки. В качестве примера на рис. 2.23 приведены зависимости собственной [c.58]

В большинстве случаев собственная добротность ( о на порядок и более превышает внешнюю добротность Qe. Это позволяет упростить (4.1), (4.2) и записать для искомых Qo и к следующие уравнения [c.88]

Рис. 3.5. Семейство нормированных резонансных кривых (й)о) при изменении собственной частоты соо контура для разных значений добротности.

Собственная добротность сферических образцов монокристаллов иттриевого граната при комнатной температуре составляет 10—20 тысяч, а литиевого феррита 2—3 тысячи. Высокие добротности колебательных контуров из монокристаллов способствовали тому, что монокристаллы ферритов, находившие до последнего времени применение только при физических исследованиях, стали широко использоваться в различных линейных и не линейных ферритовых СВЧ устройствах. В качестве примера приведены применение монокристаллов в линейных устройствах — узкополосных перестраиваемых СВЧ фильтрах. Волноводный фильтр состоит из двух ортогональнь1х волноводов, связанных ферритовым образцом, чаще всего имеющим форму сферы. Без образца, в силу ортогональности типов волн в волноводах, сигнал из первого волновода не проходит во второй. При помещении в отверстие связи образца намагниченности до насыщения вдоль оси волновода, благодаря гиромагнитным эффектам, энергия с малыми потерями проходит во второй волновод. Полоса пропускания фильтра определяется нагруженной шириной линии ферромагнитного резонанса образца феррита. Меняя величину намагничивающего образца поля можно легко перестраивать фильтр в широкой полосе частот. Такие устройства находят применение в различных СВЧ системах сантиметрового диапазона волн. [c.43]

Интересно проанализировать данные по добротности ферритов. Ввиду того, что собственная добротность ферритовой керамики очень велика (вблизи насыщения величина Q достигает 10 ООО и больше), на величине сильно сказываются вносимые магнитные потери. Это проявляется как в резком снижении добротности при Яопт по сравнению с добротностью в состоянии остаточной намагниченности, так и в том, что величина сильно зависит от К. В самом деле, среди ферритов 21, 41, 42 и 38 самую низкую добротность имеет феррит 42, отличающийся наибольшим коэффициентом связи, а самую высокую—феррит 38, с наименьшим ЛГ. Последнее обстоятельство следует принимать во внимание при выборе материала для излучателей материал с наибольшим коэффициентом связи не всегда может оказаться лучшим. При рассмотрении свойств материалов, соответствующих большим амплитудам, это положение становится еще более очевидным. [c.123]

Важной характеристикой О. р. является его добротность. Принято различать собственную и н а-груженную добротности О. р. Собственная добротность характеризуется отношением колебат. энергии О. р. к его внутр. потерям энергии (складывающимся из потерь, связанных с коночной проводимостью стенок, и диэлектрич. потерь в полости) за один период колебаний. При нагруженной добротности к внутр. потерям прибавляются потери энергии за счет связи с внешними цепями. Собственная добротность О. р. в общем случав пропорциональна отношению его объема V к площади его внутр. поверхности Q= 2V SЬ, где б — толщина скин-слоя (см. Поверхностный эффект). В случае пря.мо-угольного О. р. для колебаний типа ТЕцц имеем [c.479]

Т. к. внутр. потери О. р. обычно малы, собственная добротность ого — высокая. Так, для круглого ци-линдрпч. О. р., в к-ром возбуждено одно из колебаний типа собственная добротность достигает 10 . [c.480]

Рис.9. Амплитуда ынуждешшх колебаний в зависимости от отношения частоты вынуждаюи ей силы к собственной. Добротность осцилляторов 1, 2, 4, 8.

Для достижения высокой собственной добротности объемного резонатора можно выбрать в качестве рабочего тот или иной высший тип колебаний (добротность возрастает с ростом индексов колебания (см. 3.1)). Наиболее добротны цилиндрические резонаторы с колебаниями Яог . Однако при переходе к высшим типам колебаний сгущается спектр паразитных мод. Это приводит к трудностям при возбуждении и настройке резонатора, возрастанию роли тех или иных неточностей изготовления, увеличению габаритов и т. д. При разработке широкодиапазонных перестраи- [c.12]

Мнимая часть Аю1,2 определяет собственную добротность связанных зр-колебаний С°Рсв1,2= (<Ор+Дт 1,2)/2Аш"1,2 р/2Д(о"1,2. Эту величину можно выразить через собственные добротности свободных р- и 5-колебаний, рассчитываемые по формуле (1.10.5), и параметр [c.77]

Объемным резонаторам присущи те же положительные качества, что и волноводам. Отсутствие потерь на излучение и в диэлектрике, малая величина потерь в металлических стенках приводят к тому, что резонаторы в диапазоне СВЧ имеют высокую србствеп-иую добротность (Зо- Приближенно собственную добротность объемного резонатора можно рассчитать как удвоенное отношение объема, в котором запасается энергия электромагнитного поля к объему, в котором она расхощуется [c.32]

Одним из простейших резонаторов является короткий отрезок симметричной ленточной линии с диэлектрическими опорами длиной ) мян/2 или 1мин с разомкнутыми концами (рис. 67,а), где мин — минимальная длина волны диапазона перестройки Диэлектрические опоры для уменьшения потерь помещают в месте расположения минимума электрического поля, т. е. на расстоянии Х/4 от разомкнутых концов на средней частоте диапазона. При размерах й=0 = = 10 мм и <=1 мм были получены значения собственной добротности резонатора от 450 до 3000 на волне длиной около 4,5 см. [c.101]

Пьезопреобразователи совершенствуют путем применения новых пьезоматериалов, а также улучшения передачи колебаний от пьезопластииы к ОК. Такие пьезоматериалы, как метаниобат свинца, сульфат и иодат лития, обладают большим коэффициентом электромеханической связи и низкой собственной добротностью. Это существенно для расширения полосы частот и снижения длительности импульса. [c.267]

Если сравнивать известные СВЧ фильтры, в которых формирование частотных характеристик осуществляется на основе классических волновых процессов, по минимуму потерь [1], то наилучшими показателями обладают волноводные фильтры. Это объясняется тем, что в сантиметровом диапазоне волноводные линии передачи имеют наибольшую собственную добротность [2]. Волноводные фильтры хорошо зарекомендовалн себя в стационарной аппаратуре [3, 50], где требование минимальных потерь имеет более важное значение, чем габаритные и весовые показатели. Однако для малогабаритной аппаратуры (переносной или устанавливаемой на подвижных объектах) габариты и масса являются решающими факторами и вопросы миниатюризации фильтров оказываются здесь весьма актуальными. В то же время накопленный опыт по миниатюризации СВЧ фильтров позволяет сделать вывод, что габаритные и энергетические показатели являются противоречивыми [4], и в каждом конкретном случае приходится идти на компромисс. [c.6]

Важными характеристиками резонатора являются нагруженная и собственная добротности. Информацию о них можно получить из частотной зависимости модуля коэффициента передачи 521 j. В дальнейшем будем рассматривать резонатор, включенный по схеме четырехполюсника. Обозначим через fi и 2 частоты, соответствующие значениям lS2il=0,707 где — [c.27]

Рис. 1.14. Зависимость собственной добротности Q( участка волновода с распространяющейся волной от эквивалеитио-го тангенса угла потерь

Q з—собственная добротность диэлектрического материала, заполняющего запредельный волновод СДз=1ДёД [c.32]

Тогда собственная добротность запредельного волноводнодиэлектрического резонатора находится из выражения [c.33]

Рис. 2.23. Зависимость собственной добротности от тангенса угла диэлектриче- 1/0 = 0,6, расчетное значение диэлектрических ских потерь tgAe ма- потерь составляет около 0,1 дБ в диапазоне териала циляндра (поляризация — вертикальная). Потери в запредельных волноводах (материал—ла-

Аналогичные особенности в поведении частотных характеристик наблюдаются и при других значениях диэлектрической проницаемости слоев. В качестве примера на рис. 3.7а, б приведены расчетные зависимости ]Su от Л/Я при различных Ija, диэлектрические слои выполнены из поликора, е2 = 9,8, /г/а = 0,12 при Л/а = = 2 (рис. 3.7а) и /о/а= 0,4 при Л/а = 3 (рис. 3.76). Как и следовало ожидать, с увеличением перепада сечепип Л/а регулярного и запредельного волноводов более узкие полосы пропускания достигаются при меньших значениях длин отрезков запредельных волноводов. В результате общая длина фильтров L уменьшается. Однако чрезмерное уменьшение размеров фильтра за счет увеличения перепада сечений Л/а приводит к заметному падению собственной добротности резонансного звена и, как следствие, к увеличению диссипативных потерь фильтра. [c.66]

Для простоты положим, что все волноводно-диэлектрические резонаторы фильтра имеют одинаковую собственную добротность. Зададим параметры материалов, определяющие диссипативные потери проводимость стенок волновода 0=5,7-10 См/м, тангенс угла диэлектрических потерь материала tgAe-= 10- высота запредельного волновода 5,5 мм. [c.92]

При наличии инверсной населенности уровней энергии 2 и i активной среды ( 2> i), т. е. при выполнении условия N2lg2>N)gi (Ni, Nu 2, g — населенности н кратности вырождения уровней 2, i) вынужденное излучение превалирует над поглощением и свет с резонансной частотой ш = 2— i/h усиливается при прохождении через среду. Усиленный таким образом свет люминесценции активной среды называют излучением сверхлюминесценции. Для возникновения генерации вводят положительную обратную связь, располагая активную среду в оптическом резонаторе, который в простейшем случае представляет собой два параллельных зеркала. Одно из зеркал резонатора делается полупрозрачным для частичного вывода излучения. Пространственное распределение поля генерируемого излучения соответствует собственным колебаниям резонатора, называемым модами. Различают продольные и поперечные моды, относящиеся к распределению поля вдоль оси резонатора и в плоскости, перпендикулярной оси. Искусственное снижение добротности резонатора позволяет достичь значительного коэффициента усиления активной среды без возникновения генерации. Последующее быстрое включение добротности приводит к генерации мощных световых импульсов малой длительности (гигантских импульсов). [c.895]

Неорганические жидкостные лазеры. Активные среды неорганических жидкостных лазеров представляют собой растворы соединений TR +-hohob в неорганических растворителях сложного состава. Лазерный эффект достигнут пока только для ионов Nd + (табл. 34.8). Генерация идет по четырехуровневой схеме на переходе / 3/2— - Ai/2 с поглощением света накачки собственными полосами поглощения Nd +. Неорганические жидкостные лазеры могут работать с циркуляцией рабочего гещества, дают высокие значения выходной мощности. Эти лазеры работают как в режиме свободной генерации, так и с модуляцией добротности. [c.948]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...