(к оглавлению)

Объёмные резонаторы, образованные отрезками линий передач

Резонатор - линия передач, коротко закороченная с двух концов.

В частности, объёмный резонаторколебательная система, в которой происходит накопление энергии колебаний за счёт резонанса с вынуждающей силой.

Рассмотрим волновод, закороченный на одном конце:

Учитываем граничные условия:

 

Рассмотрим поперечные компоненты электрического поля:

Представим поперечные компоненты через продольные (в двух направлениях):

Если мы используем равенство , то это подразумевает следующее:

(при подстановке первой строки в выражение поперечных компонент

 

Таким образом, для любого волновода, закороченного на конце, зная выражение бегущей моды мы можем получит выражения для полей, являющихся суммой бегущей и падающей волны.

Вторую перегородку из идеального проводника можно поставить в точки hz=p, p=1,2,3,4,...

При этом, если берем отрезок длиной L, то получаем следующее соотношение (вторая формула):

Таким образом, в волноводе, который ограничен с двух сторон, h — не произвольное.

Из этого следует, что колебания в такой системе могут существовать в наборе дискретных значений частот, образованных отрезком линии передач. Эти частоты называются резонансными.

Где каппа в квадрате определяется только формой поперечного сечения волновода.

Для сравнения, в обычном колебательном контуре только одна резонансная частота.

Поля прямоугольного резонатора для моды TE101

Главная мода волновода - мода, имеющая минимальную резонанасную частоту. Рассмотрим прямоугольный резонатор. Все стенки — идеально проводящие. в нашем случае главная мода - TE101.

Найдём все поля данного резонатора для моды TE101.

Теперь покажем силовые линии:

Линии магнитного поля охватывают линии электрического. Электрическое поле спадает к краям.

Коаксиальный резонатор

Определим резонансную частоту главной моды ТЕМ волны в коаксиальном резонаторе И построим силовые линии: