Спиральный резонатор

редактировать

A спиральный резонаторный фильтр для инжекции гетеродина УКВ приемника. Вид снизу (закороченный конец) на резонаторы. Платы гетеродина и ВЧ усилителя прикрепляются к нижней части сборки и имеют петли, которые соединяются с резонаторами, образующими соответственно входные и выходные порты фильтра.

A спиральный резонатор является пассивным электрический компонент, который может использоваться как фильтр резонатор.

Физически спиральный резонатор представляет собой проволоку спираль, окруженную квадратным или цилиндрическим проводящим экраном. Один конец спирали соединен с экраном, а другой конец оставлен открытым (Weston, 2001, стр. 660). Устройство работает как a, но оно намного короче, потому что спиральный внутренний проводник снижает скорость распространения волны (Lancaster, 2006, стр. 99).

Подобно объемным резонаторам, винтовые резонаторы могут достигать добротности с точностью до 1000 единиц. Это связано с тем, что на высоких частотах скин-эффект приводит к тому, что большая часть тока течет по поверхности спирали и экрана. Покрытие экранирующих стенок и спирали материалами с высокой проводимостью увеличивает добротность по сравнению с чистой медью (Blattenberger, 1989).

Длина провода составляет четверть исследуемой длины волны. Спираль намотана пространственно, зазор между витками равен диаметру проволоки (Blattenberger, 1989). Если открытый конец спирали находится близко к торцевой крышке металлического экрана, длина несколько уменьшается из-за емкости между проводником и экраном (Whittaker, 2000, стр. 227).

Связь с резонатором может быть достигнута с помощью отводного провода, припаянного к спирали на некотором расстоянии от закороченного конца. Входное сопротивление изменяется с расстоянием от закороченного конца с помощью действия трансформатора импеданса. Точка ответвления выбирается таким образом, чтобы импеданс соответствовал подключенной цепи. Настроить резонатор можно, вставив винт в центральную ось спирали (Weston, 2001, стр. 660). Другими используемыми средствами связи входа и выхода являются связь проволочной петли с магнитным полем вблизи закороченного конца или емкостная связь зонда возле открытого конца. Связь между резонаторами в мультирезонаторном фильтре часто просто достигается с помощью отверстий в экранировании между ними (Whittaker, 2000, стр. 227).

Винтовые резонаторы хорошо подходят для UHF частот в диапазоне от 600 МГц до 1500 МГц (Blattenberger, 1989).

Расчетные уравнения

$Q = 35.9 ⋅ d ⋅ f {\ displaystyle Q = 35.9 \ cdot d \ cdot {\ sqrt {f}}}$ $Q = 35.9 \ cdot d \ cdot {\ sqrt {f}}$

$Z o = 136190 d ⋅ f {\ displaystyle Z_ {o} = {\ frac {136190} {d \ cdot f}}}$ $Z_ {o} = {\ frac {136190} {d \ cdot f}}$

$h = 1,5 ⋅ d {\ displaystyle h = 1,5 \ cdot d}$ $h = 1.5 \ cdot d$

Q - добротность (безразмерная)
$Z o {\ displaystyle Z_ {o}}$ $Z_ {o}$ - характеристическое сопротивление резонатора (Ом)
d - средний диаметр спирали (см)
h - высота спирали (см)
f - частота (МГц)

(Blattenberger, 1989)

Литература

Кирт Блаттенбергер, «Конструкция спирального резонатора», RF Cafe, 1989.
М. Дж. Ланкастер, Применение высокотемпературных сверхпроводников в пассивных микроволновых устройствах, Cambridge University Press, 2006 ISBN 0521034175.
Дэвид Вестон, Электромагнитная совместимость: принципы и приложения, второе издание, CRC Press, 2001 ISBN 0824788893.
Джерри К. Уитакер, Справочник ресурсов по электронике, CRC Press, 2000 ISBN 1420036866.
Анатолий И. Зверев, Справочник по синтезу фильтров, с. 499-519, Wiley, 1967 OCLC 972252.