|
| |
|
Слаботочка Книги венные добротности при изменении их резонансных частот относительно друг друга в пределах ±8 %. На рис. 2.17, б показано изменение параметра /Л )/ед крестообразного прямоугольного резонатора (рис. 2.17, а) при изменении размера А одного из его диэлектрических слоев при ЫА = 0,31.  0,5 фа Рис. 2.16. Зависимость добротности цилиндрического ДР от его размеров и размеров соосного с ним экрана: о - для близкорасположенных торцевых стенок Sla = 0,01; б - для Sla = - 0.5  Рис. 2.17. Крестообразный прямоугольный ДР (а) и зависимость нормированных частот квази Ящ типов колебаний его диэлектрических слоев / J и 2 (б) По графикам можно рассчитать размеры ДР при известных частота и бд, и, наоборот, резонансные частоты первого (Д) и второго (/j) диэлектрических слоев при заданных размерах крестообразного ДР. Аналогичная зависимость при L/C = 0,31 показана на рис. 2.18, б для Т-образного ДР (рис. 2.18, а). 2. По сравнению со сферическими и кубическими ДР крестообразные и Т-образные имеют следующие преимущества. У сфери- ческих др основные два или три ортогональных вырожденных по поляризации Hoi типа колебаний являются поляризационно неустойчивыми. При малейшем нарушении сферичности резонатора, а также при асимметрии окружающих др элементов конструкции устройства между этими типами колебаний появляется паразитная связь. Кроме того, расстройка по частоте этих типов колебаний невозможна, поскольку изменение радиуса сферического др одинаково изменяет частоты всех трех ортогональных типов колебаний. В крестообразном и Т-образном резонаторах поляризационная устойчивость ортогональных типов колебаний высокая. Это позволяет при симметричном выполнении резонаторов, когда их поля ортогональны (рис. 2.19), получать развязку между типами колебаний до 30 дБ. Подстройку частот можно производить либо раздельно у каждого типа колебаний, сошлифовывая, Рнс. 2.18. Т-образный прямоугольный ДР (а) и зависимость нормированных частот квази Нщ типов колебаний его диэлектрических слоев 1 к 2 (б)  например, диэлектрические слои в областях / и2, либо одновременно - сошлифовывая область 3. Это позволяет применять эти резонаторы в несвязанных между собой многозвенных СВЧ-устройствах, например, дискриминаторах, преобразователях частоты, антенных   Рнс. 2.19. Структуры полей крестообразного (а) и Т-образного (б) ДР устройствах и т. п. У кубических др поляризационная устойчивость тоже высокая, однако в области частот основных Ящ типов колебаний спектр высших типов густой, что затрудняет разделение их частот и практическое использование. 3. Собственная добротность основных типов колебаний крестообразного и Т-образного резонаторов практически не отличается от добротности основных типов колебаний цилиндрических, прямоугольных и сферических др. Теоретически можно предположить, что она на 1...3 % меньше, чем добротность у ДР простейшей формы, так как часть внешнего поля диэлектрических дисков крестообразного и Т-образного резонаторов попадает в диэлектрик другого диска, и его tg б больше, чем tg б свободного пространства. 4. РЕЗОНАТОРЫ С ЭЛЕКТРОННОЙ ПЕРЕСТРОЙКОЙ ЧАСТОТЫ В настоящее время известны несколько типов электрически перестраиваемых по частоте ДР, отличающихся способами воздействия на свойства материалов и непосредственно на СВЧ-поле резонаторов. Перестройку частоты в ДР можно выполнить следующими способами: 1) изменением диэлектрической проницаемости (Вд) диэлектрика за счет изменения напряженности приложенного к нему электрического поля (см. гл. 1); 2) включением в ДР электрически перестраиваемого ферритового, щелевого резонатора или резонатора на сосредоточенных элементах (причем ДР и перестраиваемый резонаторы находятся в пересвязанном режиме); 3) использованием для ДР керамики, у которой Вд температурнозависима: изменение температуры ДР, например, с помощью батареи термоэлектрических элементов Пельтье вызывает изменение Вд и, как следствие, изменение резонансной частоты; 4) включением во внешнее поле резонатора пьезокерамической пластины с укрепленным на ней перестраивающим элементом. Перемещать пластину в поле резонатора можно за счет прикладываемого электрического напряжения; 5) включением в ДР вариконда, т. е. электрически управляемой емкости; 6) включением ферритового нерезонансного вкладыша, магнитная проницаемость которого изменяется управляющим внешним магнитным полем. Наиболее перспективными материалами для электронно-перестраиваемых ДР на СВЧ первого типа являются параэлектрики с кристаллической структурой типа перовскита (см. гл. 1) при температурах ниже 80 К, например, кристаллический титанат стронция, обладающий высокой нелинейностью поляризации при низких температурах и малыми диэлектрическими потерями в сочетании с большой диэлектрической проницаемостью. Диэлектрики, обладающие высокой нелинейностью при нормальной температуре, имеют большие диэлектрические потери на СВЧ, что сдерживает их применение. Их используют в качестве одного из слоев в двухслойном ДР в сочетании с высокодобротным линейным диэлектриком. Основная проблема перестройки ДР первым способом - это создание как можно большей напряженности электрического управляющего поля (насколько позволяет электрическая прочность материала) в как можно большем объеме материала ДР, сохранив при этом высокую собственную добротность и достаточную связь с линией передачи. Для создания управляющего поля в ДР из нелинейного диэлектрика на его торцевые поверхности наносят металлические электроды. Это снижает собственную добротность и ухудшает условия связи ДР с линией передачи. Условие наибольшей пере- 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 |