Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Объемный резонатор

Объемный резонатор (далее О), колебательная система сверхвысоких частот, аналог колебательного контура; представляет собой объем, заполненный диэлектриком (в большинстве случаев воздухом) и ограниченный проводящей поверхностью либо пространством с иными электрическими и свойствами. Наибольшее распространение имеют полые О — полости, ограниченные металлическими стенками. Форма ограничивающей поверхности О в общем случае может быть произвольной, однако практическое распространение (в силу простоты конфигурации электромагнитного поля, простоты расчета и изготовления) получили О некоторых простейших форм. К ним относятся круглые цилиндры, прямоугольные параллелепипеды, тороиды, сферы и др. Некоторые типы О удобно рассматривать как отрезки полых или диэлектрических волноводов (см. Радиоволновод), ограниченные двумя параллельными плоскостями.

  Задача о собственных колебаниях электромагнитного поля в О сводится к решению Максвелла уравнений с соответствующими граничными условиями. Процесс накопления электромагнитной энергии в О можно пояснить на следующем примере: если между двумя параллельными отражающими плоскостями каким-либо образом возбуждается плоская волна, распространяющаяся перпендикулярно к ним, то при достижении одной из плоскостей волна полностью отразится от нее. Многократное отражение от обеих плоскостей приводит к образованию волн, распространяющихся в противоположных направлениях и интерферирующих друг с другом. Если расстояние между плоскостями L = nl/2 (l — длина волны, а n — целое число), то интерференция волн приводит к образованию стоячей волны (рис. 1), амплитуда которой при многократном отражении сильно возрастает; в пространстве между плоскостями будет накапливаться электромагнитная энергия, подобно тому, как это происходит при резонансе в колебательном контуре.

  Свободные колебания в О при отсутствии потерь энергии могут существовать неограниченно долгое время. Однако в действительности потери энергии в О неизбежны. Переменное поле индуцирует на внутренних стенках О электрические токи, которые нагревают стенки, что и приводит к потерям энергии (потери на проводимость). Кроме того, если в стенках О есть отверстия, которые пересекают линии тока, то вне О возбуждается электромагнитное поле, что вызывает потери энергии на излучение. Помимо этого, есть потери энергии в диэлектрике (см. Диэлектрические потери) и потери за счет связи с внешними цепями. Отношение энергии, запасенной в О, к суммарным потерям в нем за период колебаний, называется добротностью О Чем выше добротность, тем лучше качество О

  По аналогии с волноводами типы колебаний в О классифицируются по группам в зависимости от того, имеет ли пространственное распределение электромагнитного поля осевые или радиальные (поперечные) компоненты. Колебания типа Н (или ТЕ) имеют осевую компоненту лишь поля; колебания типа Е (или ТМ) обладают осевой компонентой только электрического цоля. Наконец, у колебаний типа ТЕМ ни электрическое, ни поля не имеют осевых компонентов. Примером О, в котором могут возбуждаться колебания ТЕМ-типа, может служить полость между двумя коаксиальными проводящими цилиндрами, ограниченная с торцов плоскими проводящими стенками, перпендикулярными оси цилиндров.

  Наиболее распространенным является цилиндрический О Типы колебаний в цилиндрический О характеризуют 3 индексами т, n, р, соответствующими числу полуволн электрического или поля, укладывающихся по его диаметру, окружности и длине (например, Етпр или Нтпр). Тип колебания (Е или Н) и его индексы определяют структуру электрического и полей в О (рис. 2). Колебание Н011 цилиндрич. О обладает особым свойством: оно безразлично к наличию контакта цилиндрических и торцовых стенок. силовые линии этого колебания направлены так (рис. 2, в), что в стенках О возбуждаются только токи, текущие по окружностям цилиндра. Это позволяет делать неизлучающие щели в боковых и торцовых стенках О

  Кроме цилиндрических О, применяются О другой формы, например в лабораторных устройствах — прямоугольные О (рис. 3, а). Важен О тороидальной формы с емкостным зазором (рис. 3, б), применяемый в качестве колебательной системы клистрона. Особенностью основного типа колебаний такого О является пространственное разделение электрического и полей. Электрическое поле локализуется главным образом в емкостном зазоре, а — в тороидальной полости. Распределение поля в диэлектрическом О при существенном различии в диэлектрической проницаемости диэлектрика и окружающего пространства близко к распределению поля в металлических полых резонаторах той же формы. В отличие от полых О, поле диэлектрических резонаторов проникает в окружающее пространство, однако быстро затухает при удалении от поверхности диэлектрика.

  Металлические полые О изготавливают обычно из металлов с высокой электропроводностью (, и их сплавы) или покрывают полость изнутри слоем или . О с чрезвычайно высокой добротностью получают из сверхпроводящих металлов (см. Криоэлектроника). Настройка О на определенную частоту производится изменением его объема путем перемещения стенок или введения в полость О металлических поршней, пластин и др. настроечных элементов. Связь с внешними цепями осуществляется обычно через отверстия в стенках О, с помощью петель, штырей и др. элементов связи. Для диэлектрических О используются диэлектрики с высокой диэлектрической проницаемостью (рутил, тиганат и др.), имеющие малые диэлектрические потери.

  О широко применяются в технике в качестве колебательных систем генераторов (клистронов, магнетронов и др.), фильтров, эталонов частоты, измерительных контуров, а также различных устройств для исследования твердых, жидких и газообразных веществ. О применимы для частот 109—1011 гц. Для более высоких частот длина волны возбуждаемых в О колебаний становится сравнимой с размерами неизбежных шероховатостей и отверстий в стенках О, что приводит к рассеянию электромагнитной энергии. Эта недостатки устраняются в открытых резонаторах, представляющих собой систему зеркал.

  Лит.: Бройль Л., Электромагнитные волны в волноводах и полых резонаторах, пер. с франц., М., 1948; Вайнштейн Л. А., Электромагнитные волны, М., 1957.

  И. В. Иванов, В. И. Зубков.



Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 05.03.2021 00:32:57
00:12 Раскрыты новые смартфоны Xiaomi для России
00:01 Раскрыта роль олигархов в победе Ельцина на выборах 1996 года
23:42, 4 марта 2021 Баскетбольный ЦСКА потерпел крупнейшее поражение за 20 лет
23:28, 4 марта 2021 Россиянам назвали сроки снижения цен на яйца и птицу
23:18, 4 марта 2021 Полиция потребовала от Пентагона продолжить охрану Капитолия
23:12, 4 марта 2021 В ЕС зарплату мужчин и женщин захотели сделать равной
22:54, 4 марта 2021 «Тоттенхэм» победил в лондонском дерби
22:44, 4 марта 2021 Соцсети в России обяжут отчитываться о количестве пользователей
20:39, 4 марта 2021 Захарова сочла дикими заявления МИД Словакии о «Спутнике V»
Больше новостей
СегодняСиловые структуры «Мне показалось, что она уже мeртва»Смерть женщины при родах потрясла российский город. Почему в трагедии обвинили врача?
СегодняРоссия «Ельцин продул бы с разгромным счетом»Глеб Павловский — о выборах 1996 года, поиске преемника Ельцина и испорченных отношениях с Украиной
4 марта 2021Ценности «Это женский инстинкт самосохранения»Россиянки идут в эскорт в погоне за роскошной жизнью. Чем они рискуют и чего боятся?
22:38, 4 марта 2021 Мэр аргентинского города привился от коронавируса c портретом Путина в руках
20:22, 4 марта 2021 Мужчина отсудил у коммунальщиков сотни тысяч рублей за открытый люк
22:22, 4 марта 2021 Судья потерял сознание во время матча КХЛ
3 марта 2021Россия «Мне казалось, что на всем свете я одна такая»Россиянка лишилась лица из-за пожара. Она провела жизнь в нищете и ненависти, но не сдалась
СегодняСпорт «Ей надо на всю страну извиниться»Косторная уходила от Тутберидзе со скандалом, а теперь возвращается. Чего ей не хватило у Плющенко?
22:53, 4 марта 2021 «Эвертон» выиграл третий матч подряд и вышел на четвертое место в АПЛ
20:09, 4 марта 2021 Любовь к незнакомцу помогла девушке похудеть и обрести привлекательную внешность
22:12, 4 марта 2021 Экономист раскрыл план по спасению России от роста цен на продукты
4 марта 2021Из жизни «Одним утром я проснулась и поняла: блин, а я не в кино»История россиянки, которая переехала в Милан за любовью и нашла дело всей жизни
СегодняКультура Биполярные ночиБог порошков, депрессия Земфиры и отцы стадионного рока: главная музыка месяца
21:17, 4 марта 2021 Москвичка составила карту лучших секонд-хендов столицы
20:20, 4 марта 2021 Друга Кокорина и Мамаева поймали в набитом фальшивыми деньгами Mercedes
22:07, 4 марта 2021 Кадыров намекнул на украинский след в убийстве Немцова
4 марта 2021Мир «Есть вещи, которые нельзя совершать даже принцу»Саудовский принц нажил много врагов на пути к престолу. Теперь его обвиняют в убийстве одного из них
3 марта 2021Путешествия Русский город любви Казаки возвели русский Париж с Эйфелевой башней на Урале. Зачем туда ехать туристам?
21:02, 4 марта 2021 На берегу моря нашли 7-метровую тушу загадочного существа
21:39, 4 марта 2021 Еще одна страна зарегистрировала российскую вакцину «Спутник V»
20:51, 4 марта 2021 Найдены главные жертвы коронавируса
4 марта 2021 «Это больше чем просто синяки на коже»Последствия коронавируса, войн и ошибок власти — в объективах лучших фотографов мира
3 марта 2021Силовые структуры «На меня смотрело какое-то жуткое существо»На свободу вышел Скопинский маньяк. Школьница рассказала, как была секс-рабыней в его бункере
21:39, 4 марта 2021 Кадыров отреагировал на информацию о связи чеченцев с убийством Немцова
20:49, 4 марта 2021 Найдены новые блокирующие коронавирус препараты
20:36, 4 марта 2021 Итальянская мафия захотела нажиться на коронавирусе
2 марта 2021Россия «Миллион на операцию мне самой не заработать»Только срочная операция вернет Сашу к нормальной жизни. Ей нужна ваша помощь
2 марта 2021Экономика Найдется всеВ России объявили войну неплательщикам налогов. Теперь россияне заплатят даже за чужие долги
21:09, 4 марта 2021 Журнал разоблачил нечестный способ составления рейтинга самых красивых людей
20:08, 4 марта 2021 Овечкина наказали за удар соперника в пах
21:00, 4 марта 2021 США упрекнули в позерстве и злоупотреблении правом вето в ООН
3 марта 2021Культура Воспитание чувствУчительница-порнозвезда, полицейский-убийца и брошенный дом: что показали на Берлинском фестивале
4 марта 2021 Porsche Taycan Cross Turismo: практичность на батарейкахЧем будет привлекать покупателей электрический универсал из Германии
20:06, 4 марта 2021 Глава РФПИ предсказал вакцинацию 40 миллионов россиян к лету
20:57, 4 марта 2021 Байдена обвинили в открытии границ для наркокартелей
20:03, 4 марта 2021 Рыболов поймал огромного 450-килограммового тунца и сломал весы
3 марта 2021Дом «У меня начались панические атаки»История российской семьи, которая купила квартиру и оказалась на улице
3 марта 2021 «Мы совершили все возможные ошибки»Все больше армян присоединяются к военным, требуя отставки Пашиняна. Почему он не намерен уходить?
20:56, 4 марта 2021 «Норникель» выделит дополнительные миллиарды на развитие Норильска
19:43, 4 марта 2021 Россиянка «заминировала» МФЦ из-за большой очереди
20:50, 4 марта 2021 Россиянка узнала мнение работника турецкого отеля о русских туристах
2 марта 2021Ценности «Почему я не сделала этого раньше?»Канье Уэст и Ким Кардашьян разводятся после семи лет брака. Как они будут делить нажитые миллионы?
4 марта 2021 Еженедельная викторина для автомобильных фанатов: выпуск 3Десять вопросов для тех, кто кое-что смыслит в автомобилях
19:38, 4 марта 2021 Jeep может отказаться от имени Cherokee
20:30, 4 марта 2021 Зеленский обязал украинцев отчитываться о наличии второго гражданства
19:20, 4 марта 2021 Ефремов вернулся в белгородскую колонию
20:06, 4 марта 2021 Стало известно о решении ОПЕК+ по добыче нефти
19:08, 4 марта 2021 Noize MC попал в больницу
19:54, 4 марта 2021 Опубликованы новые снимки Марса
18:50, 4 марта 2021 Супруги разломали многовековой особняк и попали под суд
19:50, 4 марта 2021 Генерал сухопутных войск погиб при крушении вертолета в Турции
18:36, 4 марта 2021 Стало известно о ссорах Меган Маркл с придворными из-за дорогой одежды
19:41, 4 марта 2021 На особняк миллионера-педофила нашелся покупатель
18:35, 4 марта 2021 Подросток пошел плавать в океан и умер от укуса медузы
19:35, 4 марта 2021 Мужчина остался жив после двух смертельных катастроф
18:26, 4 марта 2021 Россию приравняли к Африке по уровню свобод
19:27, 4 марта 2021 Доктор Мясников оценил идею ввести ковид-паспорта
18:13, 4 марта 2021 Сингапур запретит дизельные автомобили
19:19, 4 марта 2021 50-летнюю ведущую обругали за «подростковый» наряд и неприличную позу на фото
18:02, 4 марта 2021 Россияне задолжали по ипотеке рекордные триллионы рублей
19:18, 4 марта 2021 Белый дом по необъяснимым причинам прервал прямую трансляцию с Байденом
17:56, 4 марта 2021 В мире появились «таинственные рейсы в неизвестность»
17:52, 4 марта 2021 В Госдуме предложили запретить аборты в частных клиниках