Винтовой резонатор

Спиральный резонаторный фильтр для инжекции гетеродина УКВ-приемника. Вид снизу (закороченный конец) резонаторов. Платы гетеродина и РЧ-усилителя прикрепляются к нижней части сборки и имеют петли, которые соединяются с резонаторами, образующими соответственно входные и выходные порты фильтра.

Спиральный резонатор является пассивным электрическим компонентом , который может быть использован в качестве фильтра резонатора.

Физически спиральный резонатор представляет собой спираль из проволоки, окруженную квадратным или цилиндрическим проводящим экраном. Один конец спирали подсоединяется к экрану, а другой конец остается открытым (Weston, 2001, стр. 660). Устройство работает как коаксиальный резонатор , но оно намного короче, поскольку спиральный внутренний проводник снижает скорость распространения волны (Lancaster, 2006, стр. 99).

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

Длина провода составляет четверть интересующей 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 отводной проволоки, припаянной к спирали на некотором расстоянии от закороченного конца. Входное сопротивление изменяется в зависимости от расстояния от закороченного конца из-за 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 датчика возле открытого конца. Связь между резонаторами в мультирезонаторном фильтре часто просто достигается с помощью отверстий в экранировании между ними (Whittaker, 2000, стр. 227).

Спиральные резонаторы хорошо подходят для работы в диапазоне частот УВЧ от 600 до 1500 МГц (Blattenberger, 1989).

Расчетные уравнения [ править ]

${\ Displaystyle Q = 35.9 \ cdot d \ cdot {\ sqrt {f}}}$

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

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

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

(Блаттенбергер, 1989)

Ссылки [ править ]

Кирт Блаттенбергер, "Конструкция спирального резонатора", RF Cafe , 1989.
Ланкастер М.Дж., Применение высокотемпературных сверхпроводников в пассивных микроволновых устройствах , Cambridge University Press, 2006 ISBN 0521034175 .
Дэвид Уэстон, 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 Зверев, Справочник по синтезу фильтров , стр. 499-519, Wiley, 1967 OCLC 972252 .