|
| |
|
Слаботочка Книги Температурный коэффициент частоты ДР приблизительно равен половине температурного коэффициента диэлектрической проницаемости материала ДР и составляет (1...3)10-® град- для ДР из керамики типа ТБНС или АЛТК. Для сравнения укажем, что температурный коэффициент частоты полого волноводного резонатора из меди составляет 10 10~град~, из ковара0,5 10 град , у микрополоскового резонатора на поликоровой подложке (30-40) х X 10-® град-. Измерения собственной добротности ДР из разных материалов вдали от экранирующих металлических поверхностей (при от- Рис. 2.10. Зависимость относительной добротности (%) цилиндрического ДР от соотношения его размеров (Ll2d) (а) и зависимость частоты Яоц и £(111 типов колебаний от расстояния S (б) fc.rrn 3,3 3,2 3,1 0,it Ll2a ISS,MM сутствии излучения и потерь в металле) показали, что соотношение Q = 1/tg б выполняется лишь для толстых ДР. Зависимость относительной разности собственной добротности и величины 1/tg б для цилиндрического ДР из материала с Вд = 81 от отношения Ь/2а показана на рис. 2.10, это соотношение выполняется при L/2a 0,4. Для ДР из материалов с меньшей Вд и с Ь/2а 0,4 Qo уменьшаются из-за увеличения внешнего поля. Для СВЧ-устройств с ДР обязательно должен быть металлический экран, вокруг ДР. Влияние проводящих поверхностей вблизи ДР сводится к изменению их собственных частот, уменьшению добротности и расщеплению спектра частот собственных колебаний. Расщепление спектра частот происходит по двум причинам. Во-первых,- из-за нарушения азимутальной угловой однородности пространства вокруг ДР при размещении вблизи него металлической поверхности. JTIpn этом, например, могут отличаться частоты цилиндрических ДР с угловым распределением поля в виде sin /га и в виде cos па. Во-вторых, из-за возникновения дополнительных условий существования собственных колебаний при размещении ДР в замкнутом экране. Эти дополнительные условия аналогичны условиям в полых металлических резонаторах, когда, например, резонатором является полость, окруженная экраном с некоторой эффективной диэлектрической проницаемостью. Рассмотрим влияние одной металлической поверхности параллельной торцевой стенке ДР. Зависимость частот Нц и £oii типов колебаний от расстояния S между поверхностями ДР и экрана для ДР диаметром 10 мм и толщиной 12,7 мм из материала с вд = 85 показана на рис. 2.10, б. Изменения резонансной частоты Яоц типа колебания и собственной добротности в результате приближения к торцевым поверхностям ДР двух параллельных им плоских металлических экранов, удаленных на расстояние S друг от друга, показаны на рис. 2.11.  13 п 2alL Рнс. 2.11. Зависимость частоты и добротности основного типа колебаний цилиндрического ДР от отношения S/L Рнс. 2.12. Зависимость нормированной частоты ДР в свободном пространстве и иа металлической поверхности от соотношения 2a/L Для исследования изменения частоты и добротности выбран цилиндрический ДР из материала с вд = 38. Степень влияния металлических плоскостей на характеристики ДР зависит от соотношения между поперечными и продольными размерами ДР. На рис. 2.12 аоказаны зависимости нормированной частоты /о2а от нормированной толщины 2a/L ДР 0,i 0,6 0,8 h,MM  и/Гц в свободном пространстве (кривая /) и ДР s,2 на металлической по- Рис. 2.13. Зависимости добротности и частоты ДР от толщины подложки; а - = 10; L = 2,5 мм; 2а = 6.9 мм; б - = 2,2; L = 2,5 мм; 2а = 5.6 мм верхности (кривая 2). Расчет выполнен для модели с магнитными стенками на продольных границах. Зависимости собственной добротности QnjQo и частоты / о основного колебания типа Яо ДР (ед=38), расположенного на подложке микрополосковой линии, от толщины подложки h изображены на рис. 2.13. Добротность исследованных ДР в свободном пространстве Qo = 4100. Зависимости отношения частот основных симметричных типов колебаний Яо и £011 Д-я ДР на подложке толщиною Ь микрополосковой линии от соотношения размеров ДР (ДР из материала с Вд = 80, подложка из поликора с =9,8) показаны а рис. 2.14. Расчет выполнен для модели с открытыми границами, езультаты эксперимента для Lj2a =0 совпадают с верхней кривой. На рис. 2.15 построены зависимости величины /аКвд цилиндрического ДР в круглом соосном металлическом экране от нормированной толщины L/2a при разных значениях нормированного диаметра экрана t = b/a. Влияние торцевой стенки цилиндрического экрана можно оценить, сравнивая штриховые кривые, построенные для S/a = 10, т. е. отношения расстояния S между этой стенкой   0,t 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 L/2a 225 265 f ад,ггц-мм Рис. 2.14. Зависимость отношения частот Яоц и Яоц типов колебаний ДР от соотношения размеров резонатора и толщины подоожки микрополосковой линии Рис. 2.15. Зависимость частоты цилиндрического ДР от его размеров и размеров соосного с ним экрана и поверхностью ДР к радиусу резонатора а, и сплошные кривые - для Sla = 0,3. Изменение собственной добротности ДР из-за потерь в цилиндрических и торцевых стенках цилиндрического соосного с ДР экрана от изменения приведенной толщины ДР Ы2а показано на рис. 2.16. Материал резонатора имеет Вд = 80 и tg б == 2,5 X 10~*. Следует отметить две особенности этих зависимостей: 1) добротность увеличивается с увеличением толщины ДР при больших значениях t (больших 1,5...2) и уменьшается с увеличением толщины при малых t (особенно это заметно у ДР при близком расположении экрана у его торцевых стенок); 2) добротность ДР может увеличиваться при сближении его с торцевой стенкой для определенных величин / (при / < 1,4). Результаты исследований крестообразных и Т-образных ДР поз- воляют сделать следующие выводы. 1. По сравнению с многомодовыми цилиндрическими (прямоугольными) ДР у них два или три основных рабочих квази-Яоц (Яш) типа колебаний имеют одинаковые структуры полей и собст- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 [17] 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 |