mikrovlnné rezonanční obvody

39
1 Mikrovlnné Mikrovlnné rezonanční rezonanční obvody obvody

Upload: cheri

Post on 12-Jan-2016

38 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Mikrovlnné rezonanční obvody. 1. Dutinové rezonátory (vlnovodové, koaxiální). Planární (mikropáskové) rezonátory (s rozloženými a se soustředěnými parametry). Dielektrické rezonátory. 2. V.  ,  , . kovová uzavřená plocha s povrchem S p. Dutinové rezonátory. - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

11

Mikrovlnné Mikrovlnné rezonanční obvodyrezonanční obvody

Mikrovlnné Mikrovlnné rezonanční obvodyrezonanční obvody

Page 2: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

Dutinové rezonátory Dutinové rezonátory (vlnovodové, koaxiální)(vlnovodové, koaxiální) Dutinové rezonátory Dutinové rezonátory (vlnovodové, koaxiální)(vlnovodové, koaxiální)

Planární (mikropáskové) rezonátoryPlanární (mikropáskové) rezonátory(s rozloženými a se soustředěnými parametry)(s rozloženými a se soustředěnými parametry)

Planární (mikropáskové) rezonátoryPlanární (mikropáskové) rezonátory(s rozloženými a se soustředěnými parametry)(s rozloženými a se soustředěnými parametry)

Dielektrické rezonátoryDielektrické rezonátory Dielektrické rezonátoryDielektrické rezonátory

22

Page 3: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

VVVV , , , ,

33

Dutinové rezonátoryDutinové rezonátoryDutinové rezonátoryDutinové rezonátory

kovová uzavřenákovová uzavřenáplocha s povrchem plocha s povrchem SSpp

kovová uzavřenákovová uzavřenáplocha s povrchem plocha s povrchem SSpp

Dutinové rezonátory jsou nejčastěji používanými mikrovlnnými Dutinové rezonátory jsou nejčastěji používanými mikrovlnnými rezonančními obvody v pásmech cm a mm vln. Mezi jejich rezonančními obvody v pásmech cm a mm vln. Mezi jejich nejvýznamnější vlastnosti patří nejvýznamnější vlastnosti patří velmi vysoká hodnota velmi vysoká hodnota vlastního činitele jakosti Qvlastního činitele jakosti Q00 (řádově 10 (řádově 1033 až 10 až 1055))..

Dutinové rezonátory jsou nejčastěji používanými mikrovlnnými Dutinové rezonátory jsou nejčastěji používanými mikrovlnnými rezonančními obvody v pásmech cm a mm vln. Mezi jejich rezonančními obvody v pásmech cm a mm vln. Mezi jejich nejvýznamnější vlastnosti patří nejvýznamnější vlastnosti patří velmi vysoká hodnota velmi vysoká hodnota vlastního činitele jakosti Qvlastního činitele jakosti Q00 (řádově 10 (řádově 1033 až 10 až 1055))..Obecný dutinový rezonátor je část prostoru vyplněná Obecný dutinový rezonátor je část prostoru vyplněná dielektrikem a uzavřená vodivým kovovým pláštěm. Vzniká dielektrikem a uzavřená vodivým kovovým pláštěm. Vzniká uzavřená dutina o objemu uzavřená dutina o objemu VV (odtud název (odtud název „dutinové“ „dutinové“ rezonátoryrezonátory). ).

Obecný dutinový rezonátor je část prostoru vyplněná Obecný dutinový rezonátor je část prostoru vyplněná dielektrikem a uzavřená vodivým kovovým pláštěm. Vzniká dielektrikem a uzavřená vodivým kovovým pláštěm. Vzniká uzavřená dutina o objemu uzavřená dutina o objemu VV (odtud název (odtud název „dutinové“ „dutinové“ rezonátoryrezonátory). ).

Základními parametry dutinového rezonátoru jsou Základními parametry dutinového rezonátoru jsou rezonanční rezonanční kmitočetkmitočet a a činitel jakostičinitel jakosti. . Základními parametry dutinového rezonátoru jsou Základními parametry dutinového rezonátoru jsou rezonanční rezonanční kmitočetkmitočet a a činitel jakostičinitel jakosti. .

Page 4: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

44

Komplexní rezonanční kmitočet Komplexní rezonanční kmitočet dutinového rezonátorudutinového rezonátoru Komplexní rezonanční kmitočet Komplexní rezonanční kmitočet dutinového rezonátorudutinového rezonátoru

Časový průběh harmonických kmitů elmag. pole v dutině je Časový průběh harmonických kmitů elmag. pole v dutině je vyjádřen faktoremvyjádřen faktoremČasový průběh harmonických kmitů elmag. pole v dutině je Časový průběh harmonických kmitů elmag. pole v dutině je vyjádřen faktoremvyjádřen faktorem

Kmitočet Kmitočet rr vlastních kmitů v rezonátoru se při vlastních kmitů v rezonátoru se při QQ00 >>>> 1 1 jen jen zcela nepatrně liší od rezonančního kmitočtu zcela nepatrně liší od rezonančního kmitočtu 00 téže dutiny s téže dutiny s dokonale vodivými stěnami (tj. bezeztrátové dutiny).dokonale vodivými stěnami (tj. bezeztrátové dutiny).

Kmitočet Kmitočet rr vlastních kmitů v rezonátoru se při vlastních kmitů v rezonátoru se při QQ00 >>>> 1 1 jen jen zcela nepatrně liší od rezonančního kmitočtu zcela nepatrně liší od rezonančního kmitočtu 00 téže dutiny s téže dutiny s dokonale vodivými stěnami (tj. bezeztrátové dutiny).dokonale vodivými stěnami (tj. bezeztrátové dutiny).Vlivem konečné velikosti QVlivem konečné velikosti Q00 jsou vlastní kmity pole v dutině jsou vlastní kmity pole v dutině tlumeny; jejich velikost exponenciálně klesá s časovou kons-tlumeny; jejich velikost exponenciálně klesá s časovou kons-tantou tantou == 2Q 2Q00//00 . .

Vlivem konečné velikosti QVlivem konečné velikosti Q00 jsou vlastní kmity pole v dutině jsou vlastní kmity pole v dutině tlumeny; jejich velikost exponenciálně klesá s časovou kons-tlumeny; jejich velikost exponenciálně klesá s časovou kons-tantou tantou == 2Q 2Q00//00 . .

Page 5: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

55

Činitel jakosti Činitel jakosti nezatíženého rezonátoru (tj. rezonátoru nepři-nezatíženého rezonátoru (tj. rezonátoru nepři-pojeného k vnějším obvodům – tzv. pojeného k vnějším obvodům – tzv. vlastní činitel jakostivlastní činitel jakosti) ) definuje nejobecněji tzv. definuje nejobecněji tzv. energetická definiceenergetická definice

Činitel jakosti Činitel jakosti nezatíženého rezonátoru (tj. rezonátoru nepři-nezatíženého rezonátoru (tj. rezonátoru nepři-pojeného k vnějším obvodům – tzv. pojeného k vnějším obvodům – tzv. vlastní činitel jakostivlastní činitel jakosti) ) definuje nejobecněji tzv. definuje nejobecněji tzv. energetická definiceenergetická definice

00 je úhlový rezonanční kmitočet rezonátoru, je úhlový rezonanční kmitočet rezonátoru, WW je střední hodnota celkové energie elmag. pole v dutině při je střední hodnota celkové energie elmag. pole v dutině při rezonanci, rezonanci,

PPZZ je střední hodnota činného výkonu ztraceného v rezoná- je střední hodnota činného výkonu ztraceného v rezoná- toru. Tento výkon je pohlcován ztrátovými prvky v toru. Tento výkon je pohlcován ztrátovými prvky v rezo- rezo- nančním obvodu a vlivem Jouleových ztrát se nančním obvodu a vlivem Jouleových ztrát se mění v mění v teplo. V dutinovém rezonátoru jsou těmito teplo. V dutinovém rezonátoru jsou těmito ztrátovými prvky ztrátovými prvky nedokonale vodivé stěny dutiny, nedokonale vodivé stěny dutiny, příp. ztrátové dielektrikum.příp. ztrátové dielektrikum.

00 je úhlový rezonanční kmitočet rezonátoru, je úhlový rezonanční kmitočet rezonátoru, WW je střední hodnota celkové energie elmag. pole v dutině při je střední hodnota celkové energie elmag. pole v dutině při rezonanci, rezonanci,

PPZZ je střední hodnota činného výkonu ztraceného v rezoná- je střední hodnota činného výkonu ztraceného v rezoná- toru. Tento výkon je pohlcován ztrátovými prvky v toru. Tento výkon je pohlcován ztrátovými prvky v rezo- rezo- nančním obvodu a vlivem Jouleových ztrát se nančním obvodu a vlivem Jouleových ztrát se mění v mění v teplo. V dutinovém rezonátoru jsou těmito teplo. V dutinovém rezonátoru jsou těmito ztrátovými prvky ztrátovými prvky nedokonale vodivé stěny dutiny, nedokonale vodivé stěny dutiny, příp. ztrátové dielektrikum.příp. ztrátové dielektrikum.

Page 6: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

66

VV je objem dutiny, je objem dutiny, SSpp je vnitřní povrch kovového pláště dutiny, je vnitřní povrch kovového pláště dutiny, je je hloubka vnikuhloubka vniku do vodivých stěn dutiny při rezonančním do vodivých stěn dutiny při rezonančním kmitočtu kmitočtu

VV je objem dutiny, je objem dutiny, SSpp je vnitřní povrch kovového pláště dutiny, je vnitřní povrch kovového pláště dutiny, je je hloubka vnikuhloubka vniku do vodivých stěn dutiny při rezonančním do vodivých stěn dutiny při rezonančním kmitočtu kmitočtu

kde kde VV a a VV jsou permeabilita a specifická vodivost kovového jsou permeabilita a specifická vodivost kovového materiálu pláště dutiny.materiálu pláště dutiny.kde kde VV a a VV jsou permeabilita a specifická vodivost kovového jsou permeabilita a specifická vodivost kovového materiálu pláště dutiny.materiálu pláště dutiny.

Vlastní činitel jakosti Vlastní činitel jakosti dutinového rezonátoru jednoduchého dutinového rezonátoru jednoduchého vypouklého tvaru způsobený ztrátami v nedokonale vodivých vypouklého tvaru způsobený ztrátami v nedokonale vodivých stěnách dutinystěnách dutiny

Vlastní činitel jakosti Vlastní činitel jakosti dutinového rezonátoru jednoduchého dutinového rezonátoru jednoduchého vypouklého tvaru způsobený ztrátami v nedokonale vodivých vypouklého tvaru způsobený ztrátami v nedokonale vodivých stěnách dutinystěnách dutiny

Page 7: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

77

Není-li kovový povrch dutiny zcela hladký, může být hloubka Není-li kovový povrch dutiny zcela hladký, může být hloubka vniku vniku menší než drsnost povrchu vodiče. V modelovém menší než drsnost povrchu vodiče. V modelovém případě se dráha vodivého povrchového proudu prodlouží případě se dráha vodivého povrchového proudu prodlouží přibližně přibližně 2-krát, takže2-krát, takže

Není-li kovový povrch dutiny zcela hladký, může být hloubka Není-li kovový povrch dutiny zcela hladký, může být hloubka vniku vniku menší než drsnost povrchu vodiče. V modelovém menší než drsnost povrchu vodiče. V modelovém případě se dráha vodivého povrchového proudu prodlouží případě se dráha vodivého povrchového proudu prodlouží přibližně přibližně 2-krát, takže2-krát, takže

Činitel jakosti rezonátoru se ztrátovým dielektrikemČinitel jakosti rezonátoru se ztrátovým dielektrikem , , jehož jehož ztrátový činitel ztrátový činitel tg tg <<<< 1 1Činitel jakosti rezonátoru se ztrátovým dielektrikemČinitel jakosti rezonátoru se ztrátovým dielektrikem , , jehož jehož ztrátový činitel ztrátový činitel tg tg <<<< 1 1

Vlivem ztrát v dielektriku klesne tedy vlastní činitel jakosti rezo-Vlivem ztrát v dielektriku klesne tedy vlastní činitel jakosti rezo-nátoru na hodnotu nátoru na hodnotu QQ0c0c << Q Q00 . .Vlivem ztrát v dielektriku klesne tedy vlastní činitel jakosti rezo-Vlivem ztrát v dielektriku klesne tedy vlastní činitel jakosti rezo-nátoru na hodnotu nátoru na hodnotu QQ0c0c << Q Q00 . .

Page 8: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

z z = = llz z = = ll

z z = = 00z z = = 0088

Dutinové rezonátory vlnovodového typuDutinové rezonátory vlnovodového typu(vlnovodové dutinové rezonátory)(vlnovodové dutinové rezonátory)

Dutinové rezonátory vlnovodového typuDutinové rezonátory vlnovodového typu(vlnovodové dutinové rezonátory)(vlnovodové dutinové rezonátory)

Vlnovodový rezonátor je vytvořen z úseku homogenního Vlnovodový rezonátor je vytvořen z úseku homogenního kovového vlnovodu, který je na obou koncích uzavřen kovového vlnovodu, který je na obou koncích uzavřen vodivými stěnami (tedy zkratován). Vzniká uzavřená vlnovo-vodivými stěnami (tedy zkratován). Vzniká uzavřená vlnovo-dová dutina o délce dová dutina o délce ll v podélném směru, v níž vznikají stojaté v podélném směru, v níž vznikají stojaté vlny mnohonásobnými odrazy od všech kovových stěn dutiny. vlny mnohonásobnými odrazy od všech kovových stěn dutiny.

Vlnovodový rezonátor je vytvořen z úseku homogenního Vlnovodový rezonátor je vytvořen z úseku homogenního kovového vlnovodu, který je na obou koncích uzavřen kovového vlnovodu, který je na obou koncích uzavřen vodivými stěnami (tedy zkratován). Vzniká uzavřená vlnovo-vodivými stěnami (tedy zkratován). Vzniká uzavřená vlnovo-dová dutina o délce dová dutina o délce ll v podélném směru, v níž vznikají stojaté v podélném směru, v níž vznikají stojaté vlny mnohonásobnými odrazy od všech kovových stěn dutiny. vlny mnohonásobnými odrazy od všech kovových stěn dutiny.

Vlnovodový dutinový rezonátor rezonuje na nekonečně mnoha Vlnovodový dutinový rezonátor rezonuje na nekonečně mnoha diskrétních kmitočtechdiskrétních kmitočtech, z nichž každý přísluší jinému uspořá-, z nichž každý přísluší jinému uspořá-dání pole TM nebo TE v dutině. Mluvíme o dání pole TM nebo TE v dutině. Mluvíme o videch TMvidech TM, příp. , příp. TETE, které jsou charakterizovány třemi vidovými čísly , které jsou charakterizovány třemi vidovými čísly mm, , nn, , pp. . První dvě vidová čísla První dvě vidová čísla mm, , nn určují příslušný vid TM či TE ve určují příslušný vid TM či TE ve vlnovodu, z něhož je rezonátor vytvořen a určují tedy příčné vlnovodu, z něhož je rezonátor vytvořen a určují tedy příčné uspořádání elektromagnetického pole v dutině. Třetí vidové uspořádání elektromagnetického pole v dutině. Třetí vidové číslo číslo pp charakterizuje rozložení pole v podélném směru rezo- charakterizuje rozložení pole v podélném směru rezo-nátoru a udává nátoru a udává počet půlvln počet půlvln gg /2 stojatých vln na délce /2 stojatých vln na délce ll rezonanční dutiny. Třemi vidovými čísly m, n, p je proto každý rezonanční dutiny. Třemi vidovými čísly m, n, p je proto každý vid vid TMTMmnpmnp či či TETEmnpmnp ve vlnovodovém rezonátoru zcela určen. ve vlnovodovém rezonátoru zcela určen.

Vlnovodový dutinový rezonátor rezonuje na nekonečně mnoha Vlnovodový dutinový rezonátor rezonuje na nekonečně mnoha diskrétních kmitočtechdiskrétních kmitočtech, z nichž každý přísluší jinému uspořá-, z nichž každý přísluší jinému uspořá-dání pole TM nebo TE v dutině. Mluvíme o dání pole TM nebo TE v dutině. Mluvíme o videch TMvidech TM, příp. , příp. TETE, které jsou charakterizovány třemi vidovými čísly , které jsou charakterizovány třemi vidovými čísly mm, , nn, , pp. . První dvě vidová čísla První dvě vidová čísla mm, , nn určují příslušný vid TM či TE ve určují příslušný vid TM či TE ve vlnovodu, z něhož je rezonátor vytvořen a určují tedy příčné vlnovodu, z něhož je rezonátor vytvořen a určují tedy příčné uspořádání elektromagnetického pole v dutině. Třetí vidové uspořádání elektromagnetického pole v dutině. Třetí vidové číslo číslo pp charakterizuje rozložení pole v podélném směru rezo- charakterizuje rozložení pole v podélném směru rezo-nátoru a udává nátoru a udává počet půlvln počet půlvln gg /2 stojatých vln na délce /2 stojatých vln na délce ll rezonanční dutiny. Třemi vidovými čísly m, n, p je proto každý rezonanční dutiny. Třemi vidovými čísly m, n, p je proto každý vid vid TMTMmnpmnp či či TETEmnpmnp ve vlnovodovém rezonátoru zcela určen. ve vlnovodovém rezonátoru zcela určen.

Page 9: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

99

Kvádrové rezonátoryKvádrové rezonátoryKvádrové rezonátoryKvádrové rezonátoryKvádrové rezonátory jsou dutinové rezonátory vytvořené z Kvádrové rezonátory jsou dutinové rezonátory vytvořené z úseku vlnovodu obdélníkového příčného průřezu.úseku vlnovodu obdélníkového příčného průřezu.Kvádrové rezonátory jsou dutinové rezonátory vytvořené z Kvádrové rezonátory jsou dutinové rezonátory vytvořené z úseku vlnovodu obdélníkového příčného průřezu.úseku vlnovodu obdélníkového příčného průřezu.

TETEmnpmnpTETEmnpmnp

m m == 0, 1, 2, … 0, 1, 2, … n n == 0, 1, 2, … 0, 1, 2, … p p == 1, 2, 3, … 1, 2, 3, …

m m == 0, 1, 2, … 0, 1, 2, … n n == 0, 1, 2, … 0, 1, 2, … p p == 1, 2, 3, … 1, 2, 3, …

TMTMmnpmnpTMTMmnpmnp

m m == 1, 2, 3, … 1, 2, 3, … n n == 1, 2, 3, … 1, 2, 3, … p p == 0, 1, 2, … 0, 1, 2, …

m m == 1, 2, 3, … 1, 2, 3, … n n == 1, 2, 3, … 1, 2, 3, … p p == 0, 1, 2, … 0, 1, 2, …

jen jedno z čísel může být nulovéjen jedno z čísel může být nulovéjen jedno z čísel může být nulovéjen jedno z čísel může být nulové

Rezonanční Rezonanční kmitočet a rezonanční vlnová délka pro vidy kmitočet a rezonanční vlnová délka pro vidy TMTMmnpmnp a a TETEmnpmnp

Rezonanční Rezonanční kmitočet a rezonanční vlnová délka pro vidy kmitočet a rezonanční vlnová délka pro vidy TMTMmnpmnp a a TETEmnpmnp

mm

mm

Page 10: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

1010

KvádrovéKvádrové dutinovédutinové rezo-rezo-nátory pracují nejčastěji nátory pracují nejčastěji s nejjednodušším příč-s nejjednodušším příč-ně elektrickým videm ně elektrickým videm TETE101101 . Má nejnižší rezo-. Má nejnižší rezo-nanční kmitočet, jehož nanční kmitočet, jehož velikostvelikost nezávisínezávisí nana výš-výš-ce ce bb kvádrové dutiny. kvádrové dutiny.

KvádrovéKvádrové dutinovédutinové rezo-rezo-nátory pracují nejčastěji nátory pracují nejčastěji s nejjednodušším příč-s nejjednodušším příč-ně elektrickým videm ně elektrickým videm TETE101101 . Má nejnižší rezo-. Má nejnižší rezo-nanční kmitočet, jehož nanční kmitočet, jehož velikostvelikost nezávisínezávisí nana výš-výš-ce ce bb kvádrové dutiny. kvádrové dutiny.

Přelaďování rezonátoruPřelaďování rezonátoru, tj. změna rezo-, tj. změna rezo-nančního kmitočtu, se obvykle provádí nančního kmitočtu, se obvykle provádí změnou jeho délky změnou jeho délky ll. Jedna čelní stěna rezo-. Jedna čelní stěna rezo-nátoru je provedena ve formě posuvného nátoru je provedena ve formě posuvného zkratovacího pístu. zkratovacího pístu.

Přelaďování rezonátoruPřelaďování rezonátoru, tj. změna rezo-, tj. změna rezo-nančního kmitočtu, se obvykle provádí nančního kmitočtu, se obvykle provádí změnou jeho délky změnou jeho délky ll. Jedna čelní stěna rezo-. Jedna čelní stěna rezo-nátoru je provedena ve formě posuvného nátoru je provedena ve formě posuvného zkratovacího pístu. zkratovacího pístu.

m m == 1 1 n n == 0 0 p p == 1 1

m m == 1 1 n n == 0 0 p p == 1 1

Page 11: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

llll

1111

Válcové rezonátoryVálcové rezonátoryVálcové rezonátoryVálcové rezonátoryVálcové dutinové rezonátory (rezonátory z úseku vlnovodu Válcové dutinové rezonátory (rezonátory z úseku vlnovodu kruhového průřezu), jsou nejrozšířenějším a nejpoužívanějším kruhového průřezu), jsou nejrozšířenějším a nejpoužívanějším typem vlnovodových rezonátorů v mikrovlnné technice. Kromě typem vlnovodových rezonátorů v mikrovlnné technice. Kromě jednoduché výroby válcové dutiny přispěly k této skutečnosti jednoduché výroby válcové dutiny přispěly k této skutečnosti další výhodné elektrické a konstrukční vlastnosti. Válcové re-další výhodné elektrické a konstrukční vlastnosti. Válcové re-zonátory se často užívají jako zonátory se často užívají jako přesné mikrovlnné vlnoměrypřesné mikrovlnné vlnoměry. . Vzhledem k vysokému vlastnímu činiteli jakosti (QVzhledem k vysokému vlastnímu činiteli jakosti (Q00 = 10= 1044

÷÷ 101055) ) lze s nimi měřit kmitočet s chybou 0,1 ÷ 0,01 %.lze s nimi měřit kmitočet s chybou 0,1 ÷ 0,01 %.

Válcové dutinové rezonátory (rezonátory z úseku vlnovodu Válcové dutinové rezonátory (rezonátory z úseku vlnovodu kruhového průřezu), jsou nejrozšířenějším a nejpoužívanějším kruhového průřezu), jsou nejrozšířenějším a nejpoužívanějším typem vlnovodových rezonátorů v mikrovlnné technice. Kromě typem vlnovodových rezonátorů v mikrovlnné technice. Kromě jednoduché výroby válcové dutiny přispěly k této skutečnosti jednoduché výroby válcové dutiny přispěly k této skutečnosti další výhodné elektrické a konstrukční vlastnosti. Válcové re-další výhodné elektrické a konstrukční vlastnosti. Válcové re-zonátory se často užívají jako zonátory se často užívají jako přesné mikrovlnné vlnoměrypřesné mikrovlnné vlnoměry. . Vzhledem k vysokému vlastnímu činiteli jakosti (QVzhledem k vysokému vlastnímu činiteli jakosti (Q00 = 10= 1044

÷÷ 101055) ) lze s nimi měřit kmitočet s chybou 0,1 ÷ 0,01 %.lze s nimi měřit kmitočet s chybou 0,1 ÷ 0,01 %.

DD = 2 = 2aaDD = 2 = 2aa

Page 12: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

1212

Rezonanční kmitočetRezonanční kmitočet a a rezonanční vlnová délka rezonanční vlnová délka válcového válcového rezonátoru s rezonátoru s vidy TMvidy TMmnpmnp

Rezonanční kmitočetRezonanční kmitočet a a rezonanční vlnová délka rezonanční vlnová délka válcového válcového rezonátoru s rezonátoru s vidy TMvidy TMmnpmnp

a s a s vidy TEvidy TEmnpmnpa s a s vidy TEvidy TEmnpmnp

Na rozdíl od kvádrového rezo-Na rozdíl od kvádrového rezo-nátoru, kde nemůže existovat vid nátoru, kde nemůže existovat vid se dvěma nulovými vidovými se dvěma nulovými vidovými čísly, ve válcové dutině mohou čísly, ve válcové dutině mohou vzniknout vzniknout vidy typu TMvidy typu TM 0n00n0 ..

Na rozdíl od kvádrového rezo-Na rozdíl od kvádrového rezo-nátoru, kde nemůže existovat vid nátoru, kde nemůže existovat vid se dvěma nulovými vidovými se dvěma nulovými vidovými čísly, ve válcové dutině mohou čísly, ve válcové dutině mohou vzniknout vzniknout vidy typu TMvidy typu TM 0n00n0 ..

n = 1

mn ' mn

m = 0 2,4048 3,8317

m = 1 3,8317 1,8412

m = 2 5,1356 3,0542

m = 3 6,3802 4,2012

Page 13: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

1313

Válcové dutinové rezonátory se nejčastěji užívají s tzv. Válcové dutinové rezonátory se nejčastěji užívají s tzv. rotačně rotačně symetrickými vidy typu TEsymetrickými vidy typu TE 0np0np , nejčastěji s videm , nejčastěji s videm TETE 011011 , a to , a to pro řadu výhodných vlastností:pro řadu výhodných vlastností:

Válcové dutinové rezonátory se nejčastěji užívají s tzv. Válcové dutinové rezonátory se nejčastěji užívají s tzv. rotačně rotačně symetrickými vidy typu TEsymetrickými vidy typu TE 0np0np , nejčastěji s videm , nejčastěji s videm TETE 011011 , a to , a to pro řadu výhodných vlastností:pro řadu výhodných vlastností: Základny rezonátoru nemu-sí Základny rezonátoru nemu-sí

mít s válcovou stěnou mít s válcovou stěnou elektricky dokonalý kontaktelektricky dokonalý kontakt u přeladitelných rezoná-u přeladitelných rezoná-torů lze použít bezkontaktní torů lze použít bezkontaktní píst píst (jednodušší mechanická (jednodušší mechanická konstrukce,konstrukce, jakostníjakostní úpravuúpravu po-po-vrchu vnitřních stěn rezonáto-vrchu vnitřních stěn rezonáto-ru, nízký povrchový odpor, vyš-ru, nízký povrchový odpor, vyš-ší činitel jakosti dutiny, prak-ší činitel jakosti dutiny, prak-ticky neomezený počet mož-ticky neomezený počet mož-ných přeladění, velmi přesné a ných přeladění, velmi přesné a jednoznačné naladění dutiny)jednoznačné naladění dutiny)

Základny rezonátoru nemu-sí Základny rezonátoru nemu-sí mít s válcovou stěnou mít s válcovou stěnou elektricky dokonalý kontaktelektricky dokonalý kontakt u přeladitelných rezoná-u přeladitelných rezoná-torů lze použít bezkontaktní torů lze použít bezkontaktní píst píst (jednodušší mechanická (jednodušší mechanická konstrukce,konstrukce, jakostníjakostní úpravuúpravu po-po-vrchu vnitřních stěn rezonáto-vrchu vnitřních stěn rezonáto-ru, nízký povrchový odpor, vyš-ru, nízký povrchový odpor, vyš-ší činitel jakosti dutiny, prak-ší činitel jakosti dutiny, prak-ticky neomezený počet mož-ticky neomezený počet mož-ných přeladění, velmi přesné a ných přeladění, velmi přesné a jednoznačné naladění dutiny)jednoznačné naladění dutiny)

EEEE HHHH

iivviivv

DD == 2 2aa ll

Page 14: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

1414

Nevodivá mezera mezi čelem Nevodivá mezera mezi čelem a pláštěm dutiny působí jako a pláštěm dutiny působí jako účinný účinný vidový „filtr“vidový „filtr“ a brání a brání vzniku všech jiných vidů vzniku všech jiných vidů elmag. pole kromě rotačně elmag. pole kromě rotačně symetrických vidů TEsymetrických vidů TE 0np0np . .

Válcové dutinové rezonátory Válcové dutinové rezonátory s rotačně symetrickými vidy s rotačně symetrickými vidy TETE 0np0np dosahují ze všech vidů dosahují ze všech vidů a všech typů dutin a všech typů dutin největších největších hodnot činitele jakosti.hodnot činitele jakosti.

Nevodivá mezera mezi čelem Nevodivá mezera mezi čelem a pláštěm dutiny působí jako a pláštěm dutiny působí jako účinný účinný vidový „filtr“vidový „filtr“ a brání a brání vzniku všech jiných vidů vzniku všech jiných vidů elmag. pole kromě rotačně elmag. pole kromě rotačně symetrických vidů TEsymetrických vidů TE 0np0np . .

Válcové dutinové rezonátory Válcové dutinové rezonátory s rotačně symetrickými vidy s rotačně symetrickými vidy TETE 0np0np dosahují ze všech vidů dosahují ze všech vidů a všech typů dutin a všech typů dutin největších největších hodnot činitele jakosti.hodnot činitele jakosti.

válcová dutinaválcová dutinaválcová dutinaválcová dutina

posuvný pístposuvný pístposuvný pístposuvný píst

vstupnívstupníobdélníkový vlnovodobdélníkový vlnovodvstupnívstupníobdélníkový vlnovodobdélníkový vlnovod

vazebnívazebníotvorotvorvazebnívazebníotvorotvor

ll00

S videm TES videm TE 011011 má rezonanční dutina má rezonanční dutina nejmenší objem nejmenší objem a tedy a tedy největší přeladitelnostnejvětší přeladitelnost ( (ffmaxmax :: ffminmin 1,141,14 :: 11) bez nebezpečí ) bez nebezpečí degenerace vidů.degenerace vidů.

Největší hodnotu QNejvětší hodnotu Q00 dosahuje vid TE dosahuje vid TE 011011 při rovnosti průměru a při rovnosti průměru a délky dutiny délky dutiny DD == 2 2aa == l l ..

S videm TES videm TE 011011 má rezonanční dutina má rezonanční dutina nejmenší objem nejmenší objem a tedy a tedy největší přeladitelnostnejvětší přeladitelnost ( (ffmaxmax :: ffminmin 1,141,14 :: 11) bez nebezpečí ) bez nebezpečí degenerace vidů.degenerace vidů.

Největší hodnotu QNejvětší hodnotu Q00 dosahuje vid TE dosahuje vid TE 011011 při rovnosti průměru a při rovnosti průměru a délky dutiny délky dutiny DD == 2 2aa == l l ..

Page 15: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

1515

S jinými než rotačně symetrickými vidy TES jinými než rotačně symetrickými vidy TE 011011 se válcové rezo- se válcové rezo-nátory používají jen výjimečně. Širokopásmové dutinové vlno-nátory používají jen výjimečně. Širokopásmové dutinové vlno-měry se někdy navrhují pro použití měry se někdy navrhují pro použití vidů TEvidů TE 111111 odvozených z odvozených z dominantního vidu ve vlnovodu kruhového průřezu. Jejich dominantního vidu ve vlnovodu kruhového průřezu. Jejich přeladitelnost přeladitelnost ffmaxmax : : ffminmin 1,44 : 1 1,44 : 1 je podstatně větší než při je podstatně větší než při použití vidu TEpoužití vidu TE 011011 . . K přelaďování dutiny s videm TEK přelaďování dutiny s videm TE 111111 však však nelze použít jednoduchý bezkontaktní píst.nelze použít jednoduchý bezkontaktní píst.

S jinými než rotačně symetrickými vidy TES jinými než rotačně symetrickými vidy TE 011011 se válcové rezo- se válcové rezo-nátory používají jen výjimečně. Širokopásmové dutinové vlno-nátory používají jen výjimečně. Širokopásmové dutinové vlno-měry se někdy navrhují pro použití měry se někdy navrhují pro použití vidů TEvidů TE 111111 odvozených z odvozených z dominantního vidu ve vlnovodu kruhového průřezu. Jejich dominantního vidu ve vlnovodu kruhového průřezu. Jejich přeladitelnost přeladitelnost ffmaxmax : : ffminmin 1,44 : 1 1,44 : 1 je podstatně větší než při je podstatně větší než při použití vidu TEpoužití vidu TE 011011 . . K přelaďování dutiny s videm TEK přelaďování dutiny s videm TE 111111 však však nelze použít jednoduchý bezkontaktní píst.nelze použít jednoduchý bezkontaktní píst.

ll

Page 16: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

1616

Pro velmi jednoduché uspořádání elmag. pole se v některých Pro velmi jednoduché uspořádání elmag. pole se v některých aplikacích používají válcové dutinové rezonátory s aplikacích používají válcové dutinové rezonátory s vidy typu vidy typu TMTM 0n00n0 . Jejich rezonanční kmitočet nezávisí na délce . Jejich rezonanční kmitočet nezávisí na délce ll dutiny dutiny (třetí vidové číslo (třetí vidové číslo p p == 0 0), takže dutinu nelze přelaďovat změnou ), takže dutinu nelze přelaďovat změnou její délky. Malých změn rezonančního kmitočtu lze dosáhnout její délky. Malých změn rezonančního kmitočtu lze dosáhnout zavedením zavedením poruchového prvku do dutinyporuchového prvku do dutiny (např. kovový či (např. kovový či dielektrický šroub zasahující do rezonátoru).dielektrický šroub zasahující do rezonátoru).

Pro velmi jednoduché uspořádání elmag. pole se v některých Pro velmi jednoduché uspořádání elmag. pole se v některých aplikacích používají válcové dutinové rezonátory s aplikacích používají válcové dutinové rezonátory s vidy typu vidy typu TMTM 0n00n0 . Jejich rezonanční kmitočet nezávisí na délce . Jejich rezonanční kmitočet nezávisí na délce ll dutiny dutiny (třetí vidové číslo (třetí vidové číslo p p == 0 0), takže dutinu nelze přelaďovat změnou ), takže dutinu nelze přelaďovat změnou její délky. Malých změn rezonančního kmitočtu lze dosáhnout její délky. Malých změn rezonančního kmitočtu lze dosáhnout zavedením zavedením poruchového prvku do dutinyporuchového prvku do dutiny (např. kovový či (např. kovový či dielektrický šroub zasahující do rezonátoru).dielektrický šroub zasahující do rezonátoru).

DD == 2 2aa ll

Page 17: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

1717

Koaxiální rezonátoryKoaxiální rezonátoryKoaxiální rezonátoryKoaxiální rezonátory

Koaxiální rezonátor je tvořen koaxiální dutinou, tedy úsekem Koaxiální rezonátor je tvořen koaxiální dutinou, tedy úsekem souosého vedení uzavřeným na obou koncích nakrátko. souosého vedení uzavřeným na obou koncích nakrátko. Koaxiální rezonátory se provozují prakticky výhradně s Koaxiální rezonátory se provozují prakticky výhradně s videm videm TEMTEM, tj. s dominantním videm koaxiálního vedení., tj. s dominantním videm koaxiálního vedení.

Koaxiální rezonátor je tvořen koaxiální dutinou, tedy úsekem Koaxiální rezonátor je tvořen koaxiální dutinou, tedy úsekem souosého vedení uzavřeným na obou koncích nakrátko. souosého vedení uzavřeným na obou koncích nakrátko. Koaxiální rezonátory se provozují prakticky výhradně s Koaxiální rezonátory se provozují prakticky výhradně s videm videm TEMTEM, tj. s dominantním videm koaxiálního vedení., tj. s dominantním videm koaxiálního vedení.

V praxi se užívají dva druhy koaxiálních rezonátorů:V praxi se užívají dva druhy koaxiálních rezonátorů: půlvlnné koaxiální rezonátorypůlvlnné koaxiální rezonátory čtrvtvlnné koaxiální rezonátoryčtrvtvlnné koaxiální rezonátory

V praxi se užívají dva druhy koaxiálních rezonátorů:V praxi se užívají dva druhy koaxiálních rezonátorů: půlvlnné koaxiální rezonátorypůlvlnné koaxiální rezonátory čtrvtvlnné koaxiální rezonátoryčtrvtvlnné koaxiální rezonátory

Page 18: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

1818

Půlvlnný koaxiální rezonátorPůlvlnný koaxiální rezonátor má rezonanční kmitočet a má rezonanční kmitočet a rezonanční vlnovou délkurezonanční vlnovou délkuPůlvlnný koaxiální rezonátorPůlvlnný koaxiální rezonátor má rezonanční kmitočet a má rezonanční kmitočet a rezonanční vlnovou délkurezonanční vlnovou délkuVidové číslo Vidové číslo pp určuje počet půl- určuje počet půl-vln elmag. pole na délce vln elmag. pole na délce ll rezo- rezo-nátoru. Základní vid kmitání je nátoru. Základní vid kmitání je určen hodnotou určen hodnotou p p == 1 1..

Vidové číslo Vidové číslo pp určuje počet půl- určuje počet půl-vln elmag. pole na délce vln elmag. pole na délce ll rezo- rezo-nátoru. Základní vid kmitání je nátoru. Základní vid kmitání je určen hodnotou určen hodnotou p p == 1 1..

Činitel jakostiČinitel jakostiČinitel jakostiČinitel jakosti

Pro Pro RR00 = konst. nastává = konst. nastává maximummaximum tohoto výrazu při poměru tohoto výrazu při poměru RR00

// rr00 3,63,6 , tedy při hodnotě, kdy původní koaxiální vedení vykazu-je , tedy při hodnotě, kdy původní koaxiální vedení vykazu-je nejmenší měrný útlum.nejmenší měrný útlum.

Pro Pro RR00 = konst. nastává = konst. nastává maximummaximum tohoto výrazu při poměru tohoto výrazu při poměru RR00

// rr00 3,63,6 , tedy při hodnotě, kdy původní koaxiální vedení vykazu-je , tedy při hodnotě, kdy původní koaxiální vedení vykazu-je nejmenší měrný útlum.nejmenší měrný útlum.

indikátorindikátor indikátorindikátor

posuvný pístposuvný píst posuvný pístposuvný píst

výstupvýstup výstupvýstup

vstup vstup vstup vstup

ll

Page 19: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

Čtvrtvlnný koaxiální rezonátor Čtvrtvlnný koaxiální rezonátor využívá rezonančních vlast-využívá rezonančních vlast-ností čtvrtvlnného zkratovaného vedení. Do dutiny se zasouvá ností čtvrtvlnného zkratovaného vedení. Do dutiny se zasouvá střední vodič. střední vodič.

Čtvrtvlnný koaxiální rezonátor Čtvrtvlnný koaxiální rezonátor využívá rezonančních vlast-využívá rezonančních vlast-ností čtvrtvlnného zkratovaného vedení. Do dutiny se zasouvá ností čtvrtvlnného zkratovaného vedení. Do dutiny se zasouvá střední vodič. střední vodič.

indikátorindikátorindikátorindikátor výstupvýstup výstupvýstup

vstupvstup vstupvstup ekvivalentníekvivalentní kapacita kapacita CC00

ekvivalentníekvivalentní kapacita kapacita CC00

ll00

Na konci středního vodiče vzni-Na konci středního vodiče vzni-ká mezi ním a protější stěnou ká mezi ním a protější stěnou dutiny dutiny kapacita kapacita CC00 , která zkra-, která zkra-cuje rezonanční délku dutiny. cuje rezonanční délku dutiny. Někdy se tato kapacita úmysl-Někdy se tato kapacita úmysl-ně zvětšuje (např. rozšířením ně zvětšuje (např. rozšířením středního vodiče), aby se cel-středního vodiče), aby se cel-ková délka rezonátoru zkrátila.ková délka rezonátoru zkrátila.

Na konci středního vodiče vzni-Na konci středního vodiče vzni-ká mezi ním a protější stěnou ká mezi ním a protější stěnou dutiny dutiny kapacita kapacita CC00 , která zkra-, která zkra-cuje rezonanční délku dutiny. cuje rezonanční délku dutiny. Někdy se tato kapacita úmysl-Někdy se tato kapacita úmysl-ně zvětšuje (např. rozšířením ně zvětšuje (např. rozšířením středního vodiče), aby se cel-středního vodiče), aby se cel-ková délka rezonátoru zkrátila.ková délka rezonátoru zkrátila.

Rezonance obvodu nastává přiRezonance obvodu nastává přiRezonance obvodu nastává přiRezonance obvodu nastává při

1919

Page 20: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

2020

Způsoby Způsoby zapojení zapojení rezonátoru rezonátoru do do vedenívedeníZpůsoby Způsoby zapojení zapojení rezonátoru rezonátoru do do vedenívedení

Rezonanční dutina je vázána s napájecím vlnovodem jedním Rezonanční dutina je vázána s napájecím vlnovodem jedním nebo několika vazebními prvky (vazební smyčkou, sondou či nebo několika vazebními prvky (vazební smyčkou, sondou či vazebním otvorem - štěrbinou).vazebním otvorem - štěrbinou).Rozlišujeme tři základní typy připojení dutinového rezonátoru k Rozlišujeme tři základní typy připojení dutinového rezonátoru k napájecímu mikrovlnnému vlnovodu.napájecímu mikrovlnnému vlnovodu.

Rezonanční dutina je vázána s napájecím vlnovodem jedním Rezonanční dutina je vázána s napájecím vlnovodem jedním nebo několika vazebními prvky (vazební smyčkou, sondou či nebo několika vazebními prvky (vazební smyčkou, sondou či vazebním otvorem - štěrbinou).vazebním otvorem - štěrbinou).Rozlišujeme tři základní typy připojení dutinového rezonátoru k Rozlišujeme tři základní typy připojení dutinového rezonátoru k napájecímu mikrovlnnému vlnovodu.napájecímu mikrovlnnému vlnovodu.

Průchozí rezonátorPrůchozí rezonátor je s vněj-je s vněj-ším vlnovodem vázán dvěma ším vlnovodem vázán dvěma vazebními otvory tak, že signál vazebními otvory tak, že signál při rezonanci dutinou prochází. při rezonanci dutinou prochází. V dutině se V dutině se nahromadí maxi-nahromadí maxi-

Průchozí rezonátorPrůchozí rezonátor je s vněj-je s vněj-ším vlnovodem vázán dvěma ším vlnovodem vázán dvěma vazebními otvory tak, že signál vazebními otvory tak, že signál při rezonanci dutinou prochází. při rezonanci dutinou prochází. V dutině se V dutině se nahromadí maxi-nahromadí maxi-mální energie, což se projeví prudkým vzrůstem výstupního výko-mální energie, což se projeví prudkým vzrůstem výstupního výko-nu. Při větším rozladění signál dutinou prakticky neprojde, takže nu. Při větším rozladění signál dutinou prakticky neprojde, takže PP22 = 0 = 0..

mální energie, což se projeví prudkým vzrůstem výstupního výko-mální energie, což se projeví prudkým vzrůstem výstupního výko-nu. Při větším rozladění signál dutinou prakticky neprojde, takže nu. Při větším rozladění signál dutinou prakticky neprojde, takže PP22 = 0 = 0..

Page 21: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

2121

Absorpční rezonátorAbsorpční rezonátor je s je s vnějším vlnovodem spojen je-vnějším vlnovodem spojen je-dinou štěrbinou. Rezonanční dinou štěrbinou. Rezonanční dutina působí jako sací ob-dutina působí jako sací ob-vod, který v rezonanci odsaje vod, který v rezonanci odsaje část část výkonu výkonu z z vnějšího vnějšího vlno-vlno-

Absorpční rezonátorAbsorpční rezonátor je s je s vnějším vlnovodem spojen je-vnějším vlnovodem spojen je-dinou štěrbinou. Rezonanční dinou štěrbinou. Rezonanční dutina působí jako sací ob-dutina působí jako sací ob-vod, který v rezonanci odsaje vod, který v rezonanci odsaje část část výkonu výkonu z z vnějšího vnějšího vlno-vlno-vodu. To se projeví poklesem výstupního výkonu vodu. To se projeví poklesem výstupního výkonu PP2 2 . Při značném . Při značném rozladění dutina vlnovod prakticky neovlivňuje a vlnovodem se rozladění dutina vlnovod prakticky neovlivňuje a vlnovodem se přenáší celý výkon.přenáší celý výkon.

vodu. To se projeví poklesem výstupního výkonu vodu. To se projeví poklesem výstupního výkonu PP2 2 . Při značném . Při značném rozladění dutina vlnovod prakticky neovlivňuje a vlnovodem se rozladění dutina vlnovod prakticky neovlivňuje a vlnovodem se přenáší celý výkon.přenáší celý výkon.Reakční rezonátorReakční rezonátor je zapojený na konec je zapojený na konec vlnovodu. Rezonance se zde zjišťuje in-vlnovodu. Rezonance se zde zjišťuje in-dikátorem zapojeným do napájecího vlnovo-dikátorem zapojeným do napájecího vlnovo-du. Reakční rezonátor lze pokládat za du. Reakční rezonátor lze pokládat za zvláštní případ průchozího či absorpčního zvláštní případ průchozího či absorpčního rezonátoru, u nichž je výstupní brána v rezonátoru, u nichž je výstupní brána v místě vazebního prvku zkratována.místě vazebního prvku zkratována.

Reakční rezonátorReakční rezonátor je zapojený na konec je zapojený na konec vlnovodu. Rezonance se zde zjišťuje in-vlnovodu. Rezonance se zde zjišťuje in-dikátorem zapojeným do napájecího vlnovo-dikátorem zapojeným do napájecího vlnovo-du. Reakční rezonátor lze pokládat za du. Reakční rezonátor lze pokládat za zvláštní případ průchozího či absorpčního zvláštní případ průchozího či absorpčního rezonátoru, u nichž je výstupní brána v rezonátoru, u nichž je výstupní brána v místě vazebního prvku zkratována.místě vazebního prvku zkratována.

Page 22: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

2222

Rezonanční trojbranRezonanční trojbran je kombina-je kombina-cí průchozí dutiny (pro přenos mezi cí průchozí dutiny (pro přenos mezi branami 1-3) a absorpční dutiny branami 1-3) a absorpční dutiny (mezi branami 1-2). (mezi branami 1-2).

Rezonanční trojbranRezonanční trojbran je kombina-je kombina-cí průchozí dutiny (pro přenos mezi cí průchozí dutiny (pro přenos mezi branami 1-3) a absorpční dutiny branami 1-3) a absorpční dutiny (mezi branami 1-2). (mezi branami 1-2).

Koaxiální rezonátorKoaxiální rezonátor se do vlno-se do vlno-vodové trasy připojuje pomocí tzv. vodové trasy připojuje pomocí tzv. vyvazovacího členuvyvazovacího členu, , jímž se konecjímž se konec

Koaxiální rezonátorKoaxiální rezonátor se do vlno-se do vlno-vodové trasy připojuje pomocí tzv. vodové trasy připojuje pomocí tzv. vyvazovacího členuvyvazovacího členu, , jímž se konecjímž se koneckonec koaxiálního kabelu ze konec koaxiálního kabelu ze vstupu rezonátoru naváže jako vstupu rezonátoru naváže jako sonda do vlnovodu. Je zřejmé, sonda do vlnovodu. Je zřejmé, že koaxiální vlnoměr že koaxiální vlnoměr KVKV se vůči se vůči vlnovodové trase chová jako vlnovodové trase chová jako absorpční dutina, vůči svému absorpční dutina, vůči svému vlastnímu indikátoru vlastnímu indikátoru II jde však o jde však o průchozí dutinu.průchozí dutinu.

konec koaxiálního kabelu ze konec koaxiálního kabelu ze vstupu rezonátoru naváže jako vstupu rezonátoru naváže jako sonda do vlnovodu. Je zřejmé, sonda do vlnovodu. Je zřejmé, že koaxiální vlnoměr že koaxiální vlnoměr KVKV se vůči se vůči vlnovodové trase chová jako vlnovodové trase chová jako absorpční dutina, vůči svému absorpční dutina, vůči svému vlastnímu indikátoru vlastnímu indikátoru II jde však o jde však o průchozí dutinu.průchozí dutinu.

Page 23: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

2323

Buzení Buzení vlnovodů vlnovodů a a dutinových dutinových rezonátorůrezonátorůBuzení Buzení vlnovodů vlnovodů a a dutinových dutinových rezonátorůrezonátorů

V technické praxi se používají tři způsoby buzení vlnovodů, V technické praxi se používají tři způsoby buzení vlnovodů, koaxiálních vedení a dutinových rezonátorů. koaxiálních vedení a dutinových rezonátorů. U všech U všech způsobů je nutno znát průběh a rozložení elmag. pole, způsobů je nutno znát průběh a rozložení elmag. pole, které chceme v daném vlnovodu či rezonátoru vybudit.které chceme v daném vlnovodu či rezonátoru vybudit.

V technické praxi se používají tři způsoby buzení vlnovodů, V technické praxi se používají tři způsoby buzení vlnovodů, koaxiálních vedení a dutinových rezonátorů. koaxiálních vedení a dutinových rezonátorů. U všech U všech způsobů je nutno znát průběh a rozložení elmag. pole, způsobů je nutno znát průběh a rozložení elmag. pole, které chceme v daném vlnovodu či rezonátoru vybudit.které chceme v daném vlnovodu či rezonátoru vybudit.

Buzení proudovou sondouBuzení proudovou sondou se realizuje krátkým úsekem vo- se realizuje krátkým úsekem vo-diče (např. středního vodiče koaxiálního vedení) délky diče (např. středního vodiče koaxiálního vedení) délky hh << << zasunutým do buzeného vlnovodu či dutinového rezonátoru. zasunutým do buzeného vlnovodu či dutinového rezonátoru. Pro optimální buzení určitého vidu elmag. pole musí býtPro optimální buzení určitého vidu elmag. pole musí být

Buzení proudovou sondouBuzení proudovou sondou se realizuje krátkým úsekem vo- se realizuje krátkým úsekem vo-diče (např. středního vodiče koaxiálního vedení) délky diče (např. středního vodiče koaxiálního vedení) délky hh << << zasunutým do buzeného vlnovodu či dutinového rezonátoru. zasunutým do buzeného vlnovodu či dutinového rezonátoru. Pro optimální buzení určitého vidu elmag. pole musí býtPro optimální buzení určitého vidu elmag. pole musí být sonda zasunuta rovnoběžně se siločarami elektrického pole bu-sonda zasunuta rovnoběžně se siločarami elektrického pole bu-

zeného vidu,zeného vidu, sonda zasunuta v místě maximální intenzity elektrického pole sonda zasunuta v místě maximální intenzity elektrického pole

buzeného vidu,buzeného vidu, kmitočet budicího signálu vyšší než je mezní kmitočet buzeného kmitočet budicího signálu vyšší než je mezní kmitočet buzeného

vidu v daném vlnovodu, příp. musí být blízký rezonančnímu vidu v daném vlnovodu, příp. musí být blízký rezonančnímu kmitočtu vidu v daném rezonátoru.kmitočtu vidu v daném rezonátoru.

sonda zasunuta rovnoběžně se siločarami elektrického pole bu-sonda zasunuta rovnoběžně se siločarami elektrického pole bu-zeného vidu,zeného vidu,

sonda zasunuta v místě maximální intenzity elektrického pole sonda zasunuta v místě maximální intenzity elektrického pole buzeného vidu,buzeného vidu,

kmitočet budicího signálu vyšší než je mezní kmitočet buzeného kmitočet budicího signálu vyšší než je mezní kmitočet buzeného vidu v daném vlnovodu, příp. musí být blízký rezonančnímu vidu v daném vlnovodu, příp. musí být blízký rezonančnímu kmitočtu vidu v daném rezonátoru.kmitočtu vidu v daném rezonátoru.

Velikost buzení lze v jistých mezích ovlivňovat změnou hloubky Velikost buzení lze v jistých mezích ovlivňovat změnou hloubky zasunutí sondy.zasunutí sondy.Velikost buzení lze v jistých mezích ovlivňovat změnou hloubky Velikost buzení lze v jistých mezích ovlivňovat změnou hloubky zasunutí sondy.zasunutí sondy.

Page 24: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

aa

bb

hh

hh

xx00

zz00

Buzení dominantního vidu TEBuzení dominantního vidu TE 1010 ve ve vlnovodu obdélníkového průřezu, vlnovodu obdélníkového průřezu, který je na jednom konci zkratován. který je na jednom konci zkratován.

Buzení dominantního vidu TEBuzení dominantního vidu TE 1010 ve ve vlnovodu obdélníkového průřezu, vlnovodu obdélníkového průřezu, který je na jednom konci zkratován. který je na jednom konci zkratován.

2424

Pro maximální buzení čistého vidu Pro maximální buzení čistého vidu TETE 1010 musí být musí být xx00 == aa // 22 a a

zz00 == g g // 44 a a budicí kmitočet musí ležet v pásmu budicí kmitočet musí ležet v pásmu jednovidovosti daného vlnovodu. jednovidovosti daného vlnovodu.

Pro maximální buzení čistého vidu Pro maximální buzení čistého vidu TETE 1010 musí být musí být xx00 == aa // 22 a a

zz00 == g g // 44 a a budicí kmitočet musí ležet v pásmu budicí kmitočet musí ležet v pásmu jednovidovosti daného vlnovodu. jednovidovosti daného vlnovodu.

Page 25: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

2525

Na principu buzení proudovou sondou je konstruována většina Na principu buzení proudovou sondou je konstruována většina tzv. tzv. přechodů z koaxiálu na vlnovodpřechodů z koaxiálu na vlnovod, kdy sonda je tvořena , kdy sonda je tvořena „obnaženým“ koncem středního vodiče koaxiálního vedení či „obnaženým“ koncem středního vodiče koaxiálního vedení či koaxiálního konektoru. Vzdálenost koaxiálního konektoru. Vzdálenost xx pro příčné umístění pro příčné umístění sondy se volí tak, aby se vlnová impedance koaxiálního sondy se volí tak, aby se vlnová impedance koaxiálního vedení (konektoru) přibližně rovnala vstupní impedanci vedení (konektoru) přibližně rovnala vstupní impedanci obdélníkového vlnovoduobdélníkového vlnovodu

Na principu buzení proudovou sondou je konstruována většina Na principu buzení proudovou sondou je konstruována většina tzv. tzv. přechodů z koaxiálu na vlnovodpřechodů z koaxiálu na vlnovod, kdy sonda je tvořena , kdy sonda je tvořena „obnaženým“ koncem středního vodiče koaxiálního vedení či „obnaženým“ koncem středního vodiče koaxiálního vedení či koaxiálního konektoru. Vzdálenost koaxiálního konektoru. Vzdálenost xx pro příčné umístění pro příčné umístění sondy se volí tak, aby se vlnová impedance koaxiálního sondy se volí tak, aby se vlnová impedance koaxiálního vedení (konektoru) přibližně rovnala vstupní impedanci vedení (konektoru) přibližně rovnala vstupní impedanci obdélníkového vlnovoduobdélníkového vlnovodu

aaaa

bbbb

xxxx

Impedanční přizpůsobení přechodu Impedanční přizpůsobení přechodu v širším pásmu kmitočtů se experi-v širším pásmu kmitočtů se experi-mentálně dostavuje pomocným ka-mentálně dostavuje pomocným ka-pacitním šroubem.pacitním šroubem.

Impedanční přizpůsobení přechodu Impedanční přizpůsobení přechodu v širším pásmu kmitočtů se experi-v širším pásmu kmitočtů se experi-mentálně dostavuje pomocným ka-mentálně dostavuje pomocným ka-pacitním šroubem.pacitním šroubem.

bb

Jiný typ širokopásmového přechoduJiný typ širokopásmového přechodukoaxiál - vlnovodkoaxiál - vlnovod

Page 26: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

2626

Buzení magnetickou smyčkouBuzení magnetickou smyčkou je odvozeno od předchozího je odvozeno od předchozího způsobu, kdy lineární proudovou sondu vytvarujeme do podo-způsobu, kdy lineární proudovou sondu vytvarujeme do podo-by malé „téměř uzavřené“ smyčky. Pro optimální buzení urči-by malé „téměř uzavřené“ smyčky. Pro optimální buzení urči-tého vidu ve vlnovodu či v dutinovém rezonátoru musí být tého vidu ve vlnovodu či v dutinovém rezonátoru musí být

Buzení magnetickou smyčkouBuzení magnetickou smyčkou je odvozeno od předchozího je odvozeno od předchozího způsobu, kdy lineární proudovou sondu vytvarujeme do podo-způsobu, kdy lineární proudovou sondu vytvarujeme do podo-by malé „téměř uzavřené“ smyčky. Pro optimální buzení urči-by malé „téměř uzavřené“ smyčky. Pro optimální buzení urči-tého vidu ve vlnovodu či v dutinovém rezonátoru musí být tého vidu ve vlnovodu či v dutinovém rezonátoru musí být plocha smyčky kolmá k magnetic-plocha smyčky kolmá k magnetic-

kým siločárám tohoto vidu,kým siločárám tohoto vidu, střed smyčky v místě maximální in-střed smyčky v místě maximální in-

tenzity magnetického pole,tenzity magnetického pole,

plocha smyčky kolmá k magnetic-plocha smyčky kolmá k magnetic-kým siločárám tohoto vidu,kým siločárám tohoto vidu,

střed smyčky v místě maximální in-střed smyčky v místě maximální in-tenzity magnetického pole,tenzity magnetického pole,

Velikost buzení lze regulovat od nuly až do maximální hodnoty Velikost buzení lze regulovat od nuly až do maximální hodnoty natáčením plochy smyčky o úhel 90°. natáčením plochy smyčky o úhel 90°. Velikost buzení lze regulovat od nuly až do maximální hodnoty Velikost buzení lze regulovat od nuly až do maximální hodnoty natáčením plochy smyčky o úhel 90°. natáčením plochy smyčky o úhel 90°.

daném vlnovodu, příp. musí být blízký rezonančnímu kmitočtu daném vlnovodu, příp. musí být blízký rezonančnímu kmitočtu vidu v daném rezonátoru.vidu v daném rezonátoru.daném vlnovodu, příp. musí být blízký rezonančnímu kmitočtu daném vlnovodu, příp. musí být blízký rezonančnímu kmitočtu vidu v daném rezonátoru.vidu v daném rezonátoru.

kmitočet budicího signálu vyšší než kmitočet budicího signálu vyšší než je je mezní mezní kmitočet kmitočet buzeného buzeného vidu vidu vv

kmitočet budicího signálu vyšší než kmitočet budicího signálu vyšší než je je mezní mezní kmitočet kmitočet buzeného buzeného vidu vidu vv

Page 27: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

2727

bb

Na principu buzení magnetickou smyčkou jsou konstruovány Na principu buzení magnetickou smyčkou jsou konstruovány širokopásmové neladěné přechody z koaxiálního vedení na širokopásmové neladěné přechody z koaxiálního vedení na pravoúhlý vlnovod, tzv. pravoúhlý vlnovod, tzv. axiální přechodyaxiální přechody. .

Na principu buzení magnetickou smyčkou jsou konstruovány Na principu buzení magnetickou smyčkou jsou konstruovány širokopásmové neladěné přechody z koaxiálního vedení na širokopásmové neladěné přechody z koaxiálního vedení na pravoúhlý vlnovod, tzv. pravoúhlý vlnovod, tzv. axiální přechodyaxiální přechody. .

smyčkasmyčkasmyčkasmyčka

TEMTEM TETE1010

Page 28: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

2828

Při Při buzení vazebním otvorem (štěrbinou) buzení vazebním otvorem (štěrbinou) je v kovové stěně je v kovové stěně vlnovodu či dutinového rezonátoru vyříznut malý vazební otvor. vlnovodu či dutinového rezonátoru vyříznut malý vazební otvor. V něm se z vnějšku vytvoří budicí elektrické pole (vnějším V něm se z vnějšku vytvoří budicí elektrické pole (vnějším vedením, vnějším vlnovodem či ozářením elmag. vlnou), vedením, vnějším vlnovodem či ozářením elmag. vlnou), kterým je buzen požadovaný vid v buzeném vlnovodu či kterým je buzen požadovaný vid v buzeném vlnovodu či rezonátoru. Pro optimální buzení musí býtrezonátoru. Pro optimální buzení musí být

Při Při buzení vazebním otvorem (štěrbinou) buzení vazebním otvorem (štěrbinou) je v kovové stěně je v kovové stěně vlnovodu či dutinového rezonátoru vyříznut malý vazební otvor. vlnovodu či dutinového rezonátoru vyříznut malý vazební otvor. V něm se z vnějšku vytvoří budicí elektrické pole (vnějším V něm se z vnějšku vytvoří budicí elektrické pole (vnějším vedením, vnějším vlnovodem či ozářením elmag. vlnou), vedením, vnějším vlnovodem či ozářením elmag. vlnou), kterým je buzen požadovaný vid v buzeném vlnovodu či kterým je buzen požadovaný vid v buzeném vlnovodu či rezonátoru. Pro optimální buzení musí býtrezonátoru. Pro optimální buzení musí být budicí elektrické pole ve štěrbině orientováno kolmo na směr budicí elektrické pole ve štěrbině orientováno kolmo na směr

magnetických siločar buzeného vidu,magnetických siločar buzeného vidu, střed štěrbiny musí být umístěn v místě maxima magnetického střed štěrbiny musí být umístěn v místě maxima magnetického

pole buzeného vidu,pole buzeného vidu, kmitočet budicího pole (signálu) vyšší než je mezní kmitočet kmitočet budicího pole (signálu) vyšší než je mezní kmitočet

buzeného vidu v daném vlnovodu, příp. musí být blízký rezo-buzeného vidu v daném vlnovodu, příp. musí být blízký rezo-nančnímu kmitočtu vidu v daném rezonátoru.nančnímu kmitočtu vidu v daném rezonátoru.

budicí elektrické pole ve štěrbině orientováno kolmo na směr budicí elektrické pole ve štěrbině orientováno kolmo na směr magnetických siločar buzeného vidu,magnetických siločar buzeného vidu,

střed štěrbiny musí být umístěn v místě maxima magnetického střed štěrbiny musí být umístěn v místě maxima magnetického pole buzeného vidu,pole buzeného vidu,

kmitočet budicího pole (signálu) vyšší než je mezní kmitočet kmitočet budicího pole (signálu) vyšší než je mezní kmitočet buzeného vidu v daném vlnovodu, příp. musí být blízký rezo-buzeného vidu v daném vlnovodu, příp. musí být blízký rezo-nančnímu kmitočtu vidu v daném rezonátoru.nančnímu kmitočtu vidu v daném rezonátoru.

Buzení štěrbinou je typické pro buzení dutinových rezonátorů. Z Buzení štěrbinou je typické pro buzení dutinových rezonátorů. Z výrobních důvodů se užívají především štěrbiny kruhového tvaru.výrobních důvodů se užívají především štěrbiny kruhového tvaru.Buzení štěrbinou je typické pro buzení dutinových rezonátorů. Z Buzení štěrbinou je typické pro buzení dutinových rezonátorů. Z výrobních důvodů se užívají především štěrbiny kruhového tvaru.výrobních důvodů se užívají především štěrbiny kruhového tvaru.

Page 29: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

Planární (mikropáskové) rezonátoryPlanární (mikropáskové) rezonátoryPlanární (mikropáskové) rezonátoryPlanární (mikropáskové) rezonátory

Obdélníkový deskový rezonátorObdélníkový deskový rezonátor Obdélníkový deskový rezonátorObdélníkový deskový rezonátor

Vypočtený kmitočet se od správného liší o 10 až 20 %. Chyba klesá Vypočtený kmitočet se od správného liší o 10 až 20 %. Chyba klesá s rostoucí hodnotou s rostoucí hodnotou rr a s rostoucími rozměry a s rostoucími rozměry ww a a ll ..Vypočtený kmitočet se od správného liší o 10 až 20 %. Chyba klesá Vypočtený kmitočet se od správného liší o 10 až 20 %. Chyba klesá s rostoucí hodnotou s rostoucí hodnotou rr a s rostoucími rozměry a s rostoucími rozměry ww a a ll ..

2929

rezonuje s vidy rezonuje s vidy TETEm0p m0p (m (m = 1, 2, …; p = 0, 1, …). = 1, 2, …; p = 0, 1, …). Pokud Pokud ww >> >> hh a a ll >> >> hh lzelze pro pro rezonanční kmitočet rezonanční kmitočet přibližně psátpřibližně psát

rezonuje s vidy rezonuje s vidy TETEm0p m0p (m (m = 1, 2, …; p = 0, 1, …). = 1, 2, …; p = 0, 1, …). Pokud Pokud ww >> >> hh a a ll >> >> hh lzelze pro pro rezonanční kmitočet rezonanční kmitočet přibližně psátpřibližně psát

Page 30: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

Činitel jakosti deskového rezonátoru Činitel jakosti deskového rezonátoru vlivem ztrát v vlivem ztrát v kovových deskáchkovových deskáchČinitel jakosti deskového rezonátoru Činitel jakosti deskového rezonátoru vlivem ztrát v vlivem ztrát v kovových deskáchkovových deskách

Činitel jakosti vlivem dielektrických ztrátČinitel jakosti vlivem dielektrických ztrátČinitel jakosti vlivem dielektrických ztrátČinitel jakosti vlivem dielektrických ztrát

3030

Výsledný činitel jakostiVýsledný činitel jakostiVýsledný činitel jakostiVýsledný činitel jakosti

Page 31: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

Kruhový deskový rezonátorKruhový deskový rezonátor Kruhový deskový rezonátorKruhový deskový rezonátor

Vypočtený kmitočet se od správného liší o 3 až 8 % (je vždy Vypočtený kmitočet se od správného liší o 3 až 8 % (je vždy vyšší). Chyba klesá s rostoucí hodnotou vyšší). Chyba klesá s rostoucí hodnotou rr a s rostoucím a s rostoucím poměrem poměrem aa // hh . .

Vypočtený kmitočet se od správného liší o 3 až 8 % (je vždy Vypočtený kmitočet se od správného liší o 3 až 8 % (je vždy vyšší). Chyba klesá s rostoucí hodnotou vyšší). Chyba klesá s rostoucí hodnotou rr a s rostoucím a s rostoucím poměrem poměrem aa // hh . .

3131

rezonuje s vidy rezonuje s vidy TETEmn0 mn0 (m (m = 0,= 0, 1,1, 2, …; n = 1,2, …; n = 1, 2,2, …). …). Pokud Pokud aa >> >> hh lze lze pro pro rezo-rezo-nanční kmitočet přibližně nanční kmitočet přibližně psátpsát

rezonuje s vidy rezonuje s vidy TETEmn0 mn0 (m (m = 0,= 0, 1,1, 2, …; n = 1,2, …; n = 1, 2,2, …). …). Pokud Pokud aa >> >> hh lze lze pro pro rezo-rezo-nanční kmitočet přibližně nanční kmitočet přibližně psátpsát

Činitele jakosti vlivem ztrát v kovových deskách a vlivem Činitele jakosti vlivem ztrát v kovových deskách a vlivem dielektrických ztrát jsou dány předchozími vztahy.dielektrických ztrát jsou dány předchozími vztahy.Činitele jakosti vlivem ztrát v kovových deskách a vlivem Činitele jakosti vlivem ztrát v kovových deskách a vlivem dielektrických ztrát jsou dány předchozími vztahy.dielektrických ztrát jsou dány předchozími vztahy.

Page 32: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

Prstencový mikropáskový rezonátorPrstencový mikropáskový rezonátor Prstencový mikropáskový rezonátorPrstencový mikropáskový rezonátor

Vidové číslo m = 1, 2, … udává počet vln pole po středním obvo-Vidové číslo m = 1, 2, … udává počet vln pole po středním obvo-du prstence. Relativní hodnota efektivní permitivity je dána du prstence. Relativní hodnota efektivní permitivity je dána příslušným vztahem pro nesy-příslušným vztahem pro nesy- metrické mikropáskové vedení,metrické mikropáskové vedení, když když „šířka“ „šířka“ mikropáskového mikropáskového vedení prstence vedení prstence ww == RR00 –– rr00 . .

Vidové číslo m = 1, 2, … udává počet vln pole po středním obvo-Vidové číslo m = 1, 2, … udává počet vln pole po středním obvo-du prstence. Relativní hodnota efektivní permitivity je dána du prstence. Relativní hodnota efektivní permitivity je dána příslušným vztahem pro nesy-příslušným vztahem pro nesy- metrické mikropáskové vedení,metrické mikropáskové vedení, když když „šířka“ „šířka“ mikropáskového mikropáskového vedení prstence vedení prstence ww == RR00 –– rr00 . .

3232

rezonuje s videm rezonuje s videm kvazi-TEM kvazi-TEM při kmi-při kmi-točtutočtu

rezonuje s videm rezonuje s videm kvazi-TEM kvazi-TEM při kmi-při kmi-točtutočtuVSTUPVSTUP

VÝSTUPVÝSTUP

Page 33: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

Mikropáskový rezonátor z prstencové výsečeMikropáskový rezonátor z prstencové výseče Mikropáskový rezonátor z prstencové výsečeMikropáskový rezonátor z prstencové výseče

3333

Stejně jako prstencový rezoná-Stejně jako prstencový rezoná-tor rezonuje s videm tor rezonuje s videm kvazi-TEM kvazi-TEM při kmitočtupři kmitočtu

Stejně jako prstencový rezoná-Stejně jako prstencový rezoná-tor rezonuje s videm tor rezonuje s videm kvazi-TEM kvazi-TEM při kmitočtupři kmitočtu

VSTUPVSTUP

VÝSTUPVÝSTUP

Vidové číslo Vidové číslo mm zde může nabývat jen hodnot zde může nabývat jen hodnotVidové číslo Vidové číslo mm zde může nabývat jen hodnot zde může nabývat jen hodnot

Volbou úhlu Volbou úhlu lze z nekonečně mnoha rezonančních kmitočtů lze z nekonečně mnoha rezonančních kmitočtů uzavřeného prstence vybrat jen některé. uzavřeného prstence vybrat jen některé. Volbou úhlu Volbou úhlu lze z nekonečně mnoha rezonančních kmitočtů lze z nekonečně mnoha rezonančních kmitočtů uzavřeného prstence vybrat jen některé. uzavřeného prstence vybrat jen některé.

k = 1, 2, …k = 1, 2, …k = 1, 2, …k = 1, 2, …

Page 34: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

Štěrbinové rezonátoryŠtěrbinové rezonátory Štěrbinové rezonátoryŠtěrbinové rezonátory

3434

jsou tvořeny úsekem štěrbinového jsou tvořeny úsekem štěrbinového vedení vytvořeného v dolním poko-vedení vytvořeného v dolním poko-vení dielektrické podložky (substrátu)vení dielektrické podložky (substrátu)

jsou tvořeny úsekem štěrbinového jsou tvořeny úsekem štěrbinového vedení vytvořeného v dolním poko-vedení vytvořeného v dolním poko-vení dielektrické podložky (substrátu)vení dielektrické podložky (substrátu)

zkratované zkratované štěrbinové vedeníštěrbinové vedení

zkratované zkratované štěrbinové vedeníštěrbinové vedení

štěrbinové vedení štěrbinové vedení naprázdnonaprázdno

štěrbinové vedení štěrbinové vedení naprázdnonaprázdno

štěrbina zkrácená štěrbina zkrácená ohybemohybem

štěrbina zkrácená štěrbina zkrácená ohybemohybem

Page 35: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

Planární rezonátory se Planární rezonátory se soustředěnými parametrysoustředěnými parametryPlanární rezonátory se Planární rezonátory se

soustředěnými parametrysoustředěnými parametry

3535

z „klasických“ prvků se soustředěnými parametry z „klasických“ prvků se soustředěnými parametry L L , , CC z „klasických“ prvků se soustředěnými parametry z „klasických“ prvků se soustředěnými parametry L L , , CC

490 μm490 μm 490 μm490 μm

600 μm600 μm 600 μm600 μm

150 μm150 μm 150 μm150 μm

Page 36: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

3636

z velmi krátkých úseků mikropáskových vedeníz velmi krátkých úseků mikropáskových vedení z velmi krátkých úseků mikropáskových vedeníz velmi krátkých úseků mikropáskových vedení

Page 37: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

Dielektrické rezonátoryDielektrické rezonátoryDielektrické rezonátoryDielektrické rezonátory

3737

Vysoce jakostní dielektrikum (Vysoce jakostní dielektrikum (tg tg δδ ≈≈ 10 10–4–4 ÷÷ 10 10–5–5) s velmi vysokou ) s velmi vysokou permitivitou (permitivitou (rr >> 30 30) a vysokou teplotní stabilitou permitivity i ) a vysokou teplotní stabilitou permitivity i rozměrů (rozměrů (TKTK == 10 10–5–5 ÷÷ 10 10–6–6 1/°C 1/°C).).

Vysoce jakostní dielektrikum (Vysoce jakostní dielektrikum (tg tg δδ ≈≈ 10 10–4–4 ÷÷ 10 10–5–5) s velmi vysokou ) s velmi vysokou permitivitou (permitivitou (rr >> 30 30) a vysokou teplotní stabilitou permitivity i ) a vysokou teplotní stabilitou permitivity i rozměrů (rozměrů (TKTK == 10 10–5–5 ÷÷ 10 10–6–6 1/°C 1/°C).).

Tvar:Tvar:Tvar:Tvar:

rrrr

Materiály:Materiály:Materiály:Materiály:

Titandioxid Titandioxid TiOTiO22 rr == 80 80 ÷÷ 120 120 tg tg δδ == 10 10–4–4

StronciumtitanátStronciumtitanát SrTiOSrTiO33 rr == 240 240 tg tg δδ == 3 3..1010–4–4

BariumtitanátBariumtitanát BaTiOBaTiO33 rr == 280 280 tg tg δδ == 2 2..1010–4–4

Titandioxid Titandioxid TiOTiO22 rr == 80 80 ÷÷ 120 120 tg tg δδ == 10 10–4–4

StronciumtitanátStronciumtitanát SrTiOSrTiO33 rr == 240 240 tg tg δδ == 3 3..1010–4–4

BariumtitanátBariumtitanát BaTiOBaTiO33 rr == 280 280 tg tg δδ == 2 2..1010–4–4

rr

Page 38: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

VÝHODY VÝHODY dielektrických rezonátorůdielektrických rezonátorůVÝHODY VÝHODY dielektrických rezonátorůdielektrických rezonátorů

3838

Malé rozměryMalé rozměry Malé rozměryMalé rozměry

Pro Pro 00 = konst. …… = konst. …… rr ↑↑…..….. aa , , bb , , ll ↓↓Pro Pro 00 = konst. …… = konst. …… rr ↑↑…..….. aa , , bb , , ll ↓↓

Vysoký činitel jakostiVysoký činitel jakosti Vysoký činitel jakostiVysoký činitel jakosti nenastávají ztráty ve vodivých stěnáchnenastávají ztráty ve vodivých stěnách ztráty vyzařováním jsou velmi malé ztráty vyzařováním jsou velmi malé (vzniká (vzniká totální odraz totální odraz uvnitř dielektrika)uvnitř dielektrika) pouze ztráty v dielektrikupouze ztráty v dielektriku

nenastávají ztráty ve vodivých stěnáchnenastávají ztráty ve vodivých stěnách ztráty vyzařováním jsou velmi malé ztráty vyzařováním jsou velmi malé (vzniká (vzniká totální odraz totální odraz uvnitř dielektrika)uvnitř dielektrika) pouze ztráty v dielektrikupouze ztráty v dielektriku

Vysoká teplotní stálost rezonančního kmitočtuVysoká teplotní stálost rezonančního kmitočtu Vysoká teplotní stálost rezonančního kmitočtuVysoká teplotní stálost rezonančního kmitočtu

Proti klasickým dutinovým rezonátorům lze dosáhnout zmenšení Proti klasickým dutinovým rezonátorům lze dosáhnout zmenšení rozměrů 10-ti až 20-ti násobné.rozměrů 10-ti až 20-ti násobné.Proti klasickým dutinovým rezonátorům lze dosáhnout zmenšení Proti klasickým dutinovým rezonátorům lze dosáhnout zmenšení rozměrů 10-ti až 20-ti násobné.rozměrů 10-ti až 20-ti násobné.

Page 39: Mikrovlnné  rezonanční  obvody

Použití dielektrických rezonátorů Použití dielektrických rezonátorů ke stabilizaci kmitočtu ke stabilizaci kmitočtu mikrovlnných oscilátorůmikrovlnných oscilátorů

Použití dielektrických rezonátorů Použití dielektrických rezonátorů ke stabilizaci kmitočtu ke stabilizaci kmitočtu mikrovlnných oscilátorůmikrovlnných oscilátorů

3939