Объемный резонатор

 

(61) Дополнительное к авт. саид-ву (22)- аявлепо 1 3.02,78 (21) 2579313/18=-09 (51) M. Кл, Н 01 Р 7i06

Государственной киатет ссср по делам кзабретеокй и открыток (23) Приоритет

Опубликовано 05.11.79. Бюллетень,% 41 (53) УДК 621.372. ,413(088:8) Дата опубликования описания 18 11 79

В. Д. Бобрышев, В. N, Лмитбиев и H. Н. Пренцлау (72) Авторы изобретения

Физикогехнический институт низких температур

АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) ОБЪЕМНЫЙ. РЕЗОНАТОР

Изобретение, относится к радиотехнике сверхвысоких частей (СВЧ) и может использоваться, например, в системах автоматической подстройки частоты.

Известен объемный резонатор, содержащий круглый многомодовый волновод регулируемой длины, внутри которого размещена диафрагма, а к концам присоединены конические переходы с подключенными к ним отрезками линий связи (1) .

Однако в известном резонаторе невозможно получить большую крутизну амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик вблизи резонансной частоты. Кроме того, этот резонатор имеет низкий заграждающий эффект.

LIens изобретения - увеличение крутизны амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик вблизи резонансной частоты и повышение заграждающего эффекта.

Для этого в объемном резонаторе, содержащем круглый многомодовый волновод регулируемой длины, внутри которого размещена диафрагма, а к концам присоединены конические переходы с подключенными к ним отрезками линий связи, круглый многомодовый волновод выполнен из двух отрезков разного диаметра и диафрагма установлена между ними.

На фиг. 1 изображен предложенный резонатор, разрез; на фиг. 2 - амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) резонатора; на фиг..3 — - фазочастотная характеристика (ФЧХ) резонатора.

Резонатор содержит круглый многомодовый волновод регулируемой длины, выполненный из двух отрезков 1 и 2 разного диаметра. Между отрезками 1 и 2 в резонансной полости 3 расположена диафрагма 4.

Резонансная полость 3 с торцов ограничена коническими переходами 5 и

6, к которым подсоединены отрезки линий связи 7 и 8. С помощью соедине» ний 9 и 10 конические переходы 5 и

696562

6 могут перемещаться вдоль оси отрезков 1 и 2 волновода, Резонатор работает следующим образом.

Известно, что при наличии в одномодовом водноводном тракте области расширения (образованной, в частности, цилиндром и коническими переходами), в которой выполняются условия распространения одной из высших мод, коэффициент прохождения для низшей моды (рабочей волны) через тракт становится немонотонной функцией частоты. На резонансных частотах высших мод, локализованных в указанной о ласти расширения, образуются резонансные провалы. Глубина провала пропорцйональна как величине коэффи.а 2 циента связи 0 рабочей волны с высшей модой, возникающей на отклонениях от регулярной геометрии волноводного тракта в области расширения (например, как в прототипе — на диафрагмах), так и собственной добротности резонанса высшей а2 ,моды. При этом и не зависит от направления распространения высшей моды при резонансном переотражении последней от критических сечений, т. е. or се» чений, в которых нарушается условие распространения при переходе расширен-. ной области в регулярный одномодовыи волповод. Этот принцип взаимности не будет нарушен в предложенном резонаторе при равенстве диаметров отрезков

1 и 2 волновода, расположенных по обе стороны диафрагмы 4, Полной аналогией такой системы является отрезок волновоцного тракта с параллельно подключенным объемным резонатором, часто использующийся в качестве режекторного фильтра. Однако в этом случае нельзя получить необходимый вид характеристики. При увеличении коэффициента связи резонатора с волноводом (в данном случае — увеличение коэффициента связи рабочей волны с высшей модой при увеличении высоты диафрагмы) глубина резонансного провала увеличивается, но крутизна А.ЧХ при h 5 вО остается равной нулю. Это связано с тем, что двукратно преобразованная волна (в данном случае рабочая -в высшая -р рабочая), вышедшая из резонатора (области расширения), при наличии омических потерь в резонансной области не может полностью скомпенсировать часть волны, прошедшей без преобразования. Только . при наличии различного по величине преобразования высшей моды в рабочую лри распространении преобразованной волны в прямом и обратном направлении можно достичь полной компенсации части волны, прошедшей без преобразования, т, е. обеспечить искомую линейную зависимость АЧХ при малых расстройствах и равенство нулю выходного сигнала при g f -"О. Этому условию соответствует используемая в предложенном устройстве комбинация двух отрезков 1 и 2 волновода с различными диаметрами и расположенной между ними диафрагмой

4. Это связано с тем, что для волны, распространяющейся в резонансной полости 3 от конического перехода 6 к диафрагме 4, последняя является меньшей неоднородностью, чем для волны, распространяющейся от конического перехода 5 по отрезку 2 волновода. Указанная комбинация придает предлагаемому устройству необходимую невзаимность, а это позволяет полностью скомпенсировать прошедшую без преобразования волну путем оптимального для заданных омических потерь на высшей моде выбора разности диаметров отрезков 1 и 2, высоты диафрагмы 4 и места ее расположения относительно критических сечений.

Максимальная крутизна ФЧХ, которая уверенно воспроизводилась и соответствовала разрешающей способности измерительной аппаратуры, составляла 10 град/кГц, что эквивалентно добротности

Q обычного резонатора 10, при этом

6 омические потери при равной связи с внешними цепями обеспечивают величину, равную лишь .10 . я. 9

Формула изобретения

Объемный резонатор, содержащий круглый многомодовый волновод регулируемой длины, внутри которого размещена диафрагма, а к концам присоединены конические переходы с подключенными к ним отрезками линий связи, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличения крутизны амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик вблизи резонансной частоты и повышения заграждающего эффекта, круглый многомодовый волновод выполнен из двух отрезков раз» ного диаметра и диафрагма установлена между ними, 696гэ62

Фиг.2

-0,8

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мериакри В. В. и Ваганов Р. Б.

Методика экспериментальных преобразоводов, 1962, тип).

5 волн в коротких отрезках волноРадиотехника и электроника, ¹ 11 22, с. 1 997-200 2 (про то

696562

Составитель E. Погиблов Редактор И. МарховскаяТехред Л. Алферова Корректор М. Иожо

Заказ 6786/54 Тираж 923 Подписное

КНИИПИ Государственного комитета СССР по.делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4