Про характеристики взаємодії феритового резонатора з лінією передачі НВЧ Текст научной статьи по специальности «Физика»

М. Ю. ШЬЧЕНКО, е. в. кудгнов

ПРО ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЗАбМОДП ФЕРИТОВОГО РЕЗОНАТОРА 3 Л1Н16Ю ПЕРЕДАЧ! НВЧ

У робст [1] дослщжеш характеристики взаемоди феритового резонатора з узгодженою та короткозамкненою лшями передач! при резонанс!. Нижче наведею наандки анал!зу взаемоди феритового резонатора з лш1ями передач! НВЧ як при резонанс!, так ! при розстройц! поблизу резонансу. Показано, що в деяких випад-ках загальш формули для характеристик взаемод!'! феритового резонатора з лппею передач! збигаються з вщповщними формулами, вщомими з теори об'емних резонатор ¡в.

Розглянемо феритовий резонатор, зв'я-заний з короткозамкненою лппею передач!. Екв!валентна схема Ц1в1 системи наведена на рис. 1. Показано феритовий резонатор для основного типу коливань з екв!валентним ¿СЯ-контуром. Ця схема аналопчна екв!валентшй схем1 вв!мкнення об'емного резонатора як к!нцевого на-

Рис. 1. Екв1валентна схема вв1мкнення феритового резонатора як неоднорщноси вантаження Л1Н11 передач! [2], тому ! на- в короткозамкненш л!Н11

слщки 1х розв язання аналопчш.

передач!.

Якщо позначити коефщент зв'язку резонатора з короткозамкненою лшею передач! через

МО'

(1)

а узагальнену розстройку резонатора з високою добротн!стю через

£ = (2)

одержимо виразн для характеристик взаемоди. КоефЩент вщбивання мае вигляд

г - 1 ~ к + # ^

1 ~~ 1 +К + Ц е >'

(3)

звщки модуль коеф1щента вщбивання

I Р I /(1 - К2 + £»)' + (2Л£)а .

II (1 + К)2 +12 ' IV

фазовий кут коефщента вщбивання на вщсташ гл вщ положения пучности при розстройщ

Фг = «Ро — 2Ргп, (5)

де

(6)

Рис. 2. Годографи коефшента вщ-бивання при р!зних Гр.

Рис. 3. Екв1валентна схема вв1мкнення феритовогО резонатора як неоднорщноси в узгодженш л 1н1'1 передач!.

Вираз для годографа коефодента взбивания (при гп = 0)

(Не Г)2 + (1т Г)2 — (1 + ГР) Не Г + Гр = 0 (7)

являе собою р!вняння кола, центр якого змпцений по дШсшй ос! на вщстань

(8)

1

а рад1ус доршнюе

Ко

2

1-Г„

Р

1

1+/С ' К

(9)

" 1 + К ■

Годографи коефвден'пв вщбивання при резонанс! наведен! на рис. 2.

Коефщент поглинання визначаеться !з сшввищошення

и = 1 — ] Г |2 (10)

1 дор1внюе

4 К

х = ■

(1 + -К)2+!2

(П)

При резонанс! ■(£ = 0) вирази (4) ! (11) переходять у вщповщш вирази, одержан! в робот! [1]. Зауважимо, що останш дшсш не

лише в точщ резонансу, але й при розстройщ поблизу резонансу, якщо в них замшити коефодент перевипромшювання при резонанс! на комплексний коефщ^ент перевипромшювання згщно з виразом

£) =--- (12)

1 + ЙТ+Т

Наведемо результати анал1зу взаемодп феритового резонатора з узгодженою л ¡шею передач! (рис. 3).

У загальному випадку зв'язку були одержан! вирази для характеристик взаемодп. ' Коефщ!ент вщбивання дор!внюе

р ___2 У клк2 /(фг-фо) п о\

звщки

| ГI = 2 ]/(1 + ; (14)

Фг = Ф0-2рг; (15)

Фо = -агс1е1+^+^, (16)

де К1г К2—коеф1щенти зв'язку феритового резонатора з узгодженою л ¡шею передач!

„ _ (шМ!)2 „ (<вМ2)2 . П7.

г —вщстань вщ феритового резонатора до розглядуваного розр!зу лшп передач! в напрямку до генератора.

Вираз для годографа коефодента вщбивання (при г = 0)

(ИеГ)2+(1шГ)2 —ГрКеГ = 0 (18)

являе собою р1вняння кола, центр якого змщений по дшснш ос! на вщстань

г — Гр — У'/Сх^з По\

Л0 — О — 1 _1_ 1С _1_ к-.

! рад!ус якого дор!внюе

2 1 + Кх +

Гр УКгК,

2 1

(20)

Годографи коеф!ц!ент!в вщбивання при резонанс! наведен! на рис. 4.

Змщення центра кола вгору або вниз по дШснш ос! залежить вщ знака члена У КхКъ, останн!й залежить вщ конкретно!" лшп передач!, розмщення феритового резонатора в площиш п поперечного перер!зу ! визначаеться при обчисленн! коеф!щент!в зв'язку.

Коефщент проходження дор!внюе

де

Т =

1+^1-

т =

1 +

V [(1 + - К\ + + (2

фг = arctg

(ц-^ + ^ + Б»

(21)

(22) (23)

Вираз для годографа коефь щента проходження

(ЯеТ)2 + (1тп?)г — -(1+Гр)ЯеТ + Тр = 0, (24) являе собою р1вняння кола, центр я кого змицений по дшс-нш ос Г на вщстань

Рис. 4. Годографи коефвдента вадби-вання при р!зних Гр.

1 +ТР

1+Кг

1 рад1ус якого дор1внюе

1+Кг + Кш К,

(25)

(26)

2

Використовуючи вирази (13), (21) для коефщ1ент1в вщбиван-ня 1 проходження, запишемо хвильов1 матриц! узгодженого вщ-р1зка лши передач!, що м!стить у соб! феритовий резонатор. Матриця розс!яння

[5] =

2 УКхКг

т

1 Ч-*!-*«+Д 1+Кг + Кш + Ц матриця передач!

1 + +

1

1+Кх + К% + &

2

1 + К! + К2 + Ц

(27)

2 УКгКг

2 VКгК2

1 + Ц

1+К1-Кш + К (У-^+Кг+т +Кг -Кг+ Ц) - 4/С1/С3

о

В окремому випадку зв'язку = О, /С2 = К (коли феритовий резонатор розмщений в круговш поляризацп мжрохвильового магштного поля правого обертання) хвильов! матриц! мають виг-ляд:

матриця" розаяння

[51 =

О

1 -к + ц

1 +К + Ц

1

матриця передач!

[71 =

! + * + & 0

1-К + &

о

(29)

(30)

В окремому випадку зв'язку /Сх = /Са = 0,5/С (коли феритовий резонатор розмщений у лжйшй поляризацп м!крохвильового магштного поля) хвильов! матриц! мають вигляд: матриця розсшння

15] =

матриця передач!

К

[Т] =

1 +К + Ц

1 +и

1+К+К

1+К + П 1+/Е

1+Л

1+к + й к

1 +К + Ц

(31)

к

к

1+/6

1+Л 1-К + Ц 1 + /1

(32)

Останн!й окремий випадок зв'язку феритового резонатора з уз-годженою л!н!ею передач! аналог!чний випадку вв!мкнення об'-емного резонатора як неоднорщност! в узгоджену лшш передач! НВЧ [3].

Л1ТЕРАТУРА

1. Хльченко М. Ю., Куд1нов 6. В., Характеристики взаемодп намагшченого феритового елемента з лшею передач! НВЧ, ЕНсник КП1, № 3, сер ¡я радютехшки, Вид-во КДУ, 1966.

2. Гиизтон Э. Л., Измерения на сантиметровых волнах, М., ИЛ, 1960.

3. Т и ш е р Ф., Техника измерений на сверхвысоких частотах, М., Физмат-гиз, 1963.

M. E. ILTCHENKO, E. V. KUDINOV

TO THE QUESTION OF COUPLING OF THE FERRITE RESONATOR WITH THE SHF-TRANSMISSION LINE

Summary

The results of analysis of the ferrite resonator interaction with the short-circuited and loaded SHF-transmission lines both at the resonance and near resonance are discussed. The wave matrixes of the loaded piece of the transmission line with the ferrite resonator are given.