Pobierz prezentację
Pobieranie prezentacji. Proszę czekać
1
Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
2
Obwody rezonansowe WCZ prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski
Politechnika Warszawska Instytut Systemów Elektronicznych ul. Nowowiejska 15/19, Warszawa tel: (48-22) fax: (48-22) Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
3
Wnęka rezonansowa i jej obwody zastępcze
Częstotliwość rezonansowa: Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
4
Dla obwodu równoległego:
Dobroć Q: Dla obwodu równoległego: Dla obwodu szeregowego: Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
5
Impedancja wejściowa obwodu szeregowego rLC
Zwe │Zwe│ Moduł impedancji Szerokość pasma 3 dB Częstotliwość rezonansowa Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
6
Impedancja wejściowa obwodu równoległego RLC
Z=1/Y │Zwe│ Moduł impedancji Szerokość pasma 3 dB Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
7
Dobroć obwodu rezonansowego obciążonego QL:
Dobroć zewnętrzna rezonatora QZ : Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
8
Model obwodowy rezonatora w postaci zwartego na obu końcach odcinka linii transmisyjnej
Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
9
Metalowy rezonator prostopadłościenny
l = p λg/2 Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
10
Dla falowodu metalowego prostokątnego, dla obu rodzajów
fali elektromagnetycznej TEmn i TMmn : Częstotliwości rezonansowe: v – prędkość światła w ośrodku wypełniającym falowód Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
11
Rozkład pola E-M rodzaju TE101 w metalowym rezonatorze prostopadłościennym
Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
12
Częstotliwości rezonansowe rezonansowych rozkładów pól
EM w metalowych wnękach cylindrycznych: Rodzaje TEmnp Rodzaje TMmnp Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
13
Rozkłady pól E-H w metalowej wnęce cylindrycznej
Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
14
Rozkład pola E-H w półfalowym rezonatorze współosiowym
Fala elektromagnetyczna TEM P = 1, l = λ/2 Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
15
Rezonator mikropaskowy
Rozwarcie Rozwarcie Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
16
Odcinek linii transmisyjnej jako obwód rezonansowy
Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
17
Gdy wokół pewnej częstotliwości f0 impedancje dwóch
obwodów są takie same i parametry nachylenia immitancji są takie same, lub to takie obwody są sobie równoważne (w okolicy częstotliwości f0) Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
18
Dla rozwartego na końcu odcinka linii transmisyjnej:
Rozwinięcie wokół punktu βl = π/2 gdzie α – stała tłumienia, a β stała fazowa Dla szeregowego obwodu rLC o parametrach skupionych: Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
19
Równoważność obu obwodów, gdy:
r = Z0 α l oraz Częstotliwość rezonansowa odpowiada długości fali rezonansowej Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
20
Dla zwartego na końcu odcinka linii transmisyjnej :
Przy częstotliwości spełniającej warunek: β0 l = π/2 Dla równoległego obwodu RLC o parametrach skupionych: Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
21
Równoważność obwodów, gdy:
G = 1/R = Y0 α l oraz Częstotliwość rezonansowa odpowiada warunkowi: Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
22
Cylindryczny rezonator dielektryczny
Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
23
Dla rodzaju rezonansowego TE01δ
Przy warunkach: 0,5 < a/H <2 oraz 30 <εr < 50 a – promień, H – wysokość rezonatora tangens strat materiału dielektrycznego rezonatora Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
24
Parametry rezonatorów dielektrycznych z ceramiki wieloskładnikowej
[ x 10-6 oC-1] Skład ceramiki Q dla 4 GHz Ba2Ti9O20 (Zr,Sn)TiO4 (Sr,Ca)[(Li,Nb),Ti]O3 BaTi4O9 (Ca,SR)(Ba,Zr)O3 3500 (9GHz) 40 34-37 39-46 38 29-32 +2 +220 +30-70 +15,+3 ±50 [10-6 = - temperaturowy współczynnik stałości częstotliwości rezonansowej Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
25
Mechaniczne przestrajanie rezonatora dielektrycznego; charakterystyki przestrajania
Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
26
Rezonator dielektryczny sprzężony z linią mikropaskową
W rezonatorze dielektrycznymTEo1δ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
27
Obwód zastępczy rezonatora dielektrycznego sprzężonego z linią transmisyjną
RD Z0 Cd Z Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
28
Impedancja wejściowa obwodu:
Lm/Ld – zależy od d – odległości RD od metowego paska linii mikropaskowej Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
29
Rezonator YIG, a) układ z pętlą sprzęgającą b) obwód zastępczy
H0 Pętla sprzęgająca Zwe γ = 2,8 MHz/Oe = 0,03519 MHz/A/m YIG Rl Ll Zwe C G L Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
30
Impedancja wejściowa:
Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
31
Pasmowoprzepustowy układ transmisyjny z rezonatorem YIG
Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
32
Układy sprzężeń rezonatorów ze „światem zewnętrznym”
Przewodząca sonda (antenka) wprowadzona do obszaru rezonatora w miejscu zagęszczenia linii sił pola elektrycznego. Sonda ta jest pobudzana przez odpowiednią linię transmisyjną przesyłającą energię elektromagnetyczną do rezonatora. b) Wprowadzona do rezonatora metalowa pętla umieszczona w obszarze rezonatora, gdzie występuje pole magnetyczne. Powierzchnia tej pętli musi być prostopadła do linii sił pola magnetycznego występującego w tym obszarze rezonatora. c) Otwór w ściance metalowej wspólnej dla wnęki i linii transmisyjnej w takim miejscu, gdzie linie sił pola elektrycznego lub magnetycznego we wnęce będą zgodne z liniami sił pola w linii transmisyjnej doprowadzającej energię do wnęki. d) Strumień elektronów modulowany sygnałem o częstotliwości równej częstotliwości rezonansowej wnęki, przechodzącego przez obszar wnęki, w którym występuje pole elektryczne, w kierunku zgodnym z liniami sił pola elektrycznego. Przykładami takiego sprzężenia są klistronowe lampy mikrofalowe, wzmacniające i generacyjne [2]. e) Przyrząd półprzewodnikowy, np. dioda Gunna lub tranzystor, umieszczony w miejscu występowania we wnęce pola elektrycznego. f) Umieszczenie rezonatora otwartego, np. rezonatora dielektrycznego, w polu elektromagnetycznym linii transmisyjnej. Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
33
Układy sprzężeń rezonatorów ze „światem zewnętrznym”
Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
34
Układy sprzężeń rezonatorów ze „światem zewnętrznym”
Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska
Podobne prezentacje
