Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

Obwody rezonansowe WCZ prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Politechnika Warszawska Instytut Systemów Elektronicznych ul. Nowowiejska 15/19, 00-665 Warszawa e-mail: JAD@ise.pw.edu.pl, tel: (48-22) 8253709 fax: (48-22) 8252300 Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

Wnęka rezonansowa i jej obwody zastępcze Częstotliwość rezonansowa: Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

Dla obwodu równoległego: Dobroć Q: Dla obwodu równoległego: Dla obwodu szeregowego: Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

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

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

Dobroć obwodu rezonansowego obciążonego QL: Dobroć zewnętrzna rezonatora QZ : Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

Model obwodowy rezonatora w postaci zwartego na obu końcach odcinka linii transmisyjnej Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

Metalowy rezonator prostopadłościenny l = p λg/2 Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

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

Rozkład pola E-M rodzaju TE101 w metalowym rezonatorze prostopadłościennym Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

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

Rozkłady pól E-H w metalowej wnęce cylindrycznej Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

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

Rezonator mikropaskowy Rozwarcie Rozwarcie Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

Odcinek linii transmisyjnej jako obwód rezonansowy Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

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

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

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

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

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

Cylindryczny rezonator dielektryczny Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

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

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 8000-10000 3500 (9GHz) 7000-10000 2000-3000 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

Mechaniczne przestrajanie rezonatora dielektrycznego; charakterystyki przestrajania Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

Rezonator dielektryczny sprzężony z linią mikropaskową W rezonatorze dielektrycznymTEo1δ Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

Obwód zastępczy rezonatora dielektrycznego sprzężonego z linią transmisyjną RD Z0 Cd Z Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

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

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

Impedancja wejściowa: Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

Pasmowoprzepustowy układ transmisyjny z rezonatorem YIG Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

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

Układy sprzężeń rezonatorów ze „światem zewnętrznym” Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

Układy sprzężeń rezonatorów ze „światem zewnętrznym” Prof. dr hab. Janusz A. Dobrowolski Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska