Открытый резонатор (его варианты)

 

Изобретение м. б. использовано в измерительных , диагностических и антенно-волноводных системах, в СВЧ-электронике. Цель изобретения - разрежение спектра собственных частот при рабочих колебаниях Hmoi с и Н„п1 с , где М к N - максимальные индексы рабочей волны. Открытый резонатор (ОР) содержит отрезок - нерегЗ Лярного волновода (ОНВ) 1, имеющий прямоугольное поперечное сечение. Размер а широких стенок 2 ОНВ 1 плавно уменьшается (вариант I) или плавно увеличивается (вариант 2) в направлении от середины ОНВ 1 к его концам. Размер в узких стенок 3 плавно увеличивается (вариант I) или плавно уменьшается (вариант 2) в то.м же направлении. А величина а -}-М-Ь , .. N-a +b ,„. -4г:г- (вариант 1) i.г7 (вариант 2) I для каждого поперечного сечения ОНВ 1 постоянна или у.меньшается от середины к концам ОНВ 1. ОР имеет эквидистантный спектр как у одномерного резонатора. Возбуждая колебания ОР через определенным образом прорезанные щели, добиваются того, что рабочими колебаниями будут только колебания Нто ( с ш(н), кратными определенному числу, что еще более разреживает спектр собственных частот ОР. Даны два варианта ОР. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. а ( « tORi 1чО о О5 Ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) ф Н Ol P7 : 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/

H АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 372402!/24-09 (22) 29.02.84 (46) 07.02.86. Бюл. № 5 (71) Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им. акад. А. H. Севченко (72) В. В. Корнейчик (53) 621.372.314 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 598162, кл. H 01 P 7/06, 1975.

Буртовой Д. П. и др. Исследование прямоугольного предельного резонатора. Радиотехника. Респ. межвед. темат. научнотехн. сб., 1976, вып. 39, с. 84 — 92. (54) ОТКРЫТЫЙ РЕЗОНАТОР (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение м. б. использовано в измерительных, диагностических и антенно-волноводных системах, в СВЧ-электронике. Цель изобретения — разрежение спектра собственных частот при рабочих колебаниях Н, с т(М и Н„„ с п(И, где М и N — максимальные индексы рабочей волны. Открытый

ÄÄSUÄÄ 1210162 А резонатор (ОР) содержит отрезок — нерегулярного волновода (ОНВ) 1, имеющий прямоугольное поперечное сечение. Размер а широких стенок 2 ОНВ 1 плавно уменьшается (вариант I) или плавно увеличивается (вариант 2) в направлении от середины ОНВ 1 к его концам. Размер в узких стенок 3 плавно увеличивается (вариант 1) или плавно уменьшается (вариант 2) в том же направлении. А величина а +М b Ф а+b — —. — (вариант 1)» — — — -- (вариант 2) а-b- a- bдля каждого поперечного сечения OHB 1 постоянна или уменьшается от середины к концам ОНВ 1. ОР имеет эквидистантный спектр как у одномерного резонатора. Возбуждая колебания OP через определенным образом прорезанные щели, добиваются того, что рабочими колебаниями будут только колебания Hoi (Н,„i) с т(а), кратными определенному числу, что еще более разреживает спектр собственных частот OP. Даны два варианта OP. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1210!62

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в измерительных, диагностических и антенно-вол новодных системах, в сверхвысокочастотной электронике.

Цель изобретения — обеспечение разрежения спектра собственных частот при рабочих колебаниях H„„,i с m(Af и Н„,i с a(N, где М и Ф максимальные индексы рабочей волны.

На фиг. 1 представлен открытый резонатор; на фиг. 2 — — то же, вариант.

Открытый резонатор, содержит отрезок нерегулярного волновода 1, имеюший прямоугольное поперечное сечение. Размер а широких стенок 2 отрезка нерегулярного волновода 1 плавно уменьшается (по ваpHBHTv 1) или плавно увеличивается (по варианту 2) в направлении от середины отрезка нерегулярного волновода к его концам. Размер b узких стенок 3 плавно увеличивается (по варианту 1) илн плавно 20 уменьшается (по варианту 2) в том же наа+М b правлении. Л величина — — - -— а b (по варианту !) и — — --- (по варианту 2) для кажV-а-+bа b дого поперечного сечения отрезка нерегулярного волновода 1 постоянна или уменьшается от середины к концам отрезка нерегулярного волновода 1.

Открытый резонатор работает следующим образом.

Собственные колебания открытого резонатора образуются в результате суперпозиции волноводных волн противоположных направлений, связанных между собой отражением от критических сечений, расположенных

35 вблизи концов отрезка нерегулярного волновода 1. При выполнении условия а ДЬ»* а b а b все волноводные волны с f2 0, m(M (т=,йО, гг(Н), возбужденные в середине отрезка нерегулярного волновода 1, беспрепятственно излучаются через его концы, так как при выполнении этих условий их критические частоты убывают от середины к концам отрезка нерегулярного волновода 1.

Прямые и обратные волны H„„(H„„) отражаются от критических сечений, если их частота меньше частоты, критической для соответствующей волны в оконечном сечении отрезка нерегулярного волновода 1, так как их критические частоты возрастают от его середины к концам за счет уменьшения размера широкой (узкой) стенки

2 (3) поперечного сечения. Складываясь, прямые и обратные волны Н, (Н,,„) дают рабочие колебания открытого резонатора Н„,„> в варианте 1 (H,„г в варианте 2).

При большой длине отрезка нерегулярного волновода 1 добротность колебаний Н„„л (Н„,н ) намного больше, чем добротность колебаний Н „, (Н„,р) при р)2, и рабочими колебаниями являются только колеС ания

Hrnal (Н,.1). Собственные частоты этих колебаний приблизительно равны критическим

)астотам f„, (f,„) для оконечных сечений отрезка нерегулярного волновода l. Поэтому спектр собственных частот ткого открытого резонатора определяется формулой

mc

2max(aia>) ггс

2тах(оib >) где тах(айаг); (max(bib>! — размер широких (узких) стенок оконечных сечений отрезка нерегул рного волновода 1:

С вЂ” скорость света в заполняющем отрезок нерегулярного волновода 1 веществе (диэлектрике) .

Следовательно, открытый резонатор имеет эквидистантный спектр тако! же, как у одномерного резонатора. За счег выбора cneLlHBJlbHbIx условий возбуждени», например, возбуждая колебания открытого резонатора через определенным образом прорезанные шелн, можно добиться того, что рабочими колебаниями будут только колеоания Н,i (H„„ ) с m(n), кратным определенному числу, что еще более разреживает спектр собственных частот открытого резонатора.

При работе на больших длинах волн целесообразно использовать открытый резонатор по варианту 1, так как он имеет при одинаковом с открытым резонатором по варианту 2 наборе рабочих ч ToT меньшие габариты и массу. При рабо, на малых длинах волн в миллиметровой и субмилли метровой частях СВЧ-диапазона более удобен и выгоден как в изготовлении, так и в эксплуатации открытый ре;онатор по варианту 2, у которого собствел,ыс частоты рабочих колебаний определяюгся размером узкой стенки 3. Действительно, размер широкой стенки 2 в данном случае можно выбрать настолько большим, насколько это нужно для упрощения изготовления, для повышения электрической прочности и увеличения мощности колебаний.

Форму га изобретения

1. Открытый резонатор, содержащий отрезок нерегулярного волновода. имеюгцего прямоугольное поперечное сечение, отличаюигийся тем, что, с целью обеспечсния же направлении

Quz. Z

Составитель Н. Ткачева редактор С. Патрушева Texpc>I И. Верес } )) J ;)) (г))Р .). ()))1) i );l)) Тираж 598 I!<) 1ннс)))к

ВНИИПИ Государственного комитета С(.С.Р по делам изобретений и открытий

I l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 разрежения спектра собственных частот при рабочем колебании Н«„,> cm<_#_, где М максимальный индекс рабочей волны, размер широких стенок а отрезка нерегулярного волновода плавно уменьшается, а размер его узких стенок b плавно увеличивается в направлении от середины отрезка нерегулярного волновода к его концам, при этом для каждого поперечного сечения отрезка нерегуа + Л4-6- лярного волновода величина — - — — floa-bстоянна или умень)пается в том же направлении.

2. Открытый резонатор, солержаший отрезок нерегулярного волновода, имею)цего прямоугольное поперечное сс(ение. отличаюи(ийгя тем, что, с целью об««llå÷åíèÿ ра»режения спектр» собствснцы. ч»(тот при раоочем колебании типа ((, „> сп(Л(, где Л максимальный индекс рабочей волны. размер широких стенок а отрс зк» нерегу,IHpHo1 î волновола плавно увели >ив»ется, » размер его узких стенок b 1)лаппо умсньшается в направлении (>T «средины отрезка нерегулярного волновол» к «I (> l((>>Ill )м, при этом для ка ж, l0 ãî Il() II(. р(. 11>ого (. еч с и и я отрезка нс регулярного во Il«>»(>л» величина

А - а- -, ()- -- - ;,— ПОСтОЯННа II Ií УМ«III)III>1«I«>I В тОМ а-()и