Открытый резонатор (его варианты) Советский патент 1986 года по МПК H01P7/06 

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

Цель изобретения - обеспечение разрежения спектра собственных частот при рабочих колебаниях Я„,о/ с и Honi с , где М и /V - максимальные индексы рабочей волны.

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

Открытый резонатор, содержит отрезок нерегулярного волновода 1, имеющий прямоугольное поперечное сечение. Размер а широких стенок 2 отрезка нерегулярного волновода 1 плавно уменьшается (по варианту 1) или плавно увеличивается (по варианту 2) в направлении от середины отрезка нерегулярного волновода i кого концам. Размер Ь узких стенок 3 плавно увеличивается (по варианту 1) или плавно уменьшается (по варианту 2) в том же на.а- +

правлении. А величина -4гт- /

а о (по варианту

+ b b

(по варианту 2) для каж- 25

дого поперечного сечения отрезка нерегулярного волновода 1 постоянна или уменьшается от середины к концам отрезка нерегулярного волновода 1.

Открытый резонатор работает следуюш,им образом.

Собственные колебания открытого резонатора образуются в результате суперпозиции волноводных волн противоположных направлений, связанных между собой отражением от критических сечений, расположенных вблизи концов отрезка нерегулярного волновода 1. При выполнении условия

-М

(

Р

-)

все волноводные волны с , (, ), 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 Н„ю (//on) отражаются от критических сечений, если их частота меньше частоты, критической для соответствующей волны в оконечном сечении отрезка нерегулярного волновода I, так как их критические частоты возрас- тают от его середины к концам за счет уменьшения размера щирокой (узкой) стенки 2 (3) поперечного сечения. Сютадываясь,

прямые и обратные волны Нто (//«) дают рабочие колебания открытого резонатора //„о/ в варианте 1 (Hont в варианте 2). При большой длине отрезка нерегулярного волновода 1 добротность колебаний Я,„„| (Яо„|) намного больше, чем добротность колебаний Нтор (Нопр при , и рабочи.ми колебаниями являются только колебания Н,по1 ( Собственные частоты этих колебаний приблизительно равны критическим частотам /,„,, (/оп) для оконечных сечений отрезка нерегулярного волновода 1. Поэтому спектр собственных частот ткого открытого резонатора определяется формулой

fr -

-moi -

2max(aia2}

0

5

0

0

- ., 5

loni

ПС

2max(bib2) где тах();

(max( - размер широких (узких) стенок оконечных сечений отрезка нерегул.прного волновода 1;

С - скорость света в за пол- няюшем отрезок нерегулярного волновода 1 веществе (диэлектрике).

Следовательно, открытый резонатор имеет эквидистантный спектр тако:1 же, как у одномерного резонатора. За счет выбора специальных условий возбуждения, например, возбуждая колебания открытого резонатора через определенным образом прорезанные шели, можно добиться того, что рабочими колебаниями будут только колебания Нто (Honi) с т(п), кратным определенному числу, что еще более разреживает спектр собственных частот открытого резонатора.

При работе на больших длинах волн целесообразно использовать сткрытый резонатор по варианту 1, так как он имеет при одинаковом с открытым резокаторо.м по варианту 2 наборе рабочих частот меньшие га(5ариты и массу. При рабо. на малых длинах волн в миллиметровой и суб.мил- лиметровой частях СВЧ-диапазона более удобен и выгоден как в изготовлении, так и в эксплуатации открытый ре-,онатор по варианту 2, у которого собствеь; ыс частоты рабочих колебаний определяются 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.

Формула изобретения

1. Открытый резонатор, сг)держащий отрезок нерегулярного волновода, имеющего прямоугольное поперечное сечещ с, отличающийся тем, что, с целью обеспечения

разрежения спектра собственных частот при рабочем колебании Я,„„/ , 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 нере1 уляр- пого волновода к его концам, при этом для каждого поперечного сечения отрезка нерегуа - М -Ьлярного волновода величина -Чт-т- по- .

стоянна или уменьшается в том же направлении.

2. Открытый резонатор, содержащий отрезок нерегулярного волновода, имеюп его

прямоугольное поперечное сечение, отличающийся тем, что, с це.-|ыо обеспечения разрежения спектра собстпенных частот при j)a- бочем колебании типа //,,„/ , где /V максимальный индекс рабочей волны, размер широких стенок а отрезка нерегулярного волновода плавно увеличивается, а размер его узких стенок /; плавно уменьшается в направлении от середины отрезка нерегу, 1ярного волновода к его концам, при этом для каждого поперечного сечс ния отрезка нерегулярного во,1П()вода ве, :ичина

постоянна n. ui меныпается в том

а-/г

же направлении.

Изобретение м. б. использовано в измерительных, диагностических и антенно-волно- водных 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 - не- регЗ 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

Фиг. 2.