Электромагнитные колебания в объемных резонаторах
На низких частотах в качестве колебательной системы обычно используется колебательный контур, состоящий из сосредоточенных индуктивности L и емкости C. Колебательный процесс в такой системе представляет собой обмен энергией между электрическим и магнитным полями.
Запас электрической энергии создается в конденсаторе, запас магнитной энергии - в катушке индуктивности. Размеры колебательной системы малы по сравнению с длиной волны.
В диапазоне СВЧ колебательные контуры из сосредоточенных элементов оказались неприменимыми. С увеличением частоты размеры колебательного контура становятся сравнимыми с длиной волны. В результате контур начинает интенсивно излучать электромагнитную энергию в окружающее пространство. В такой системе становится невозможным накопление энергии. Она теряет свои резонансные свойства, в связи с чем в диапазоне дециметровых и более коротких волн применяют колебательные системы из элементов с распределенными параметрами. В этом случае
энергия системы остается в пределах ограниченного объема. Возможность построения таких систем следует из уравнений Максвелла. Согласно данным уравнениям, переменное электрическое поле является источником переменного магнитного поля, а переменное магнитное поле в свою очередь возбуждает переменное электрическое поле и т. д., т. е. обмен энергией между электрическим и магнитным полями происходит непрерывно в любой области пространства. Если каким-либо образом устранить излучение электромагнитных волн из некоторой области пространства и добиться отсутствия тепловых потерь, то обмен энергией будет протекать сколь угодно долго.
Следовательно, в изолированном от внешнего пространства объеме, заполненном средой без потерь, возможен незатухающий колебательный процесс.
Подобные системы получили название объемных резонаторов. Простейший объемный резонатор представляет собой диэлектрический объем, ограниченный замкнутой металлической поверхностью. Резонаторы такого типа называют закрытыми. Применяются закрытые резонаторы в диапазоне сантиметровых и дециметровых волн в качестве избирательных систем в усилителях, генераторах, измерителях частоты, используются для построения частотных фильтров.
В миллиметровом, децимиллиметровом, оптическом диапазонах, где длина волны намного меньше размеров резонатора, находят применение так называемые открытые резонаторы. У них отсутствует замкнутая металлическая оболочка. В простейшем случае открытый резонатор - это система из двух противостоящих зеркал, взаимно отражающих электромагнитные волны.
Запас электрической энергии создается в конденсаторе, запас магнитной энергии - в катушке индуктивности. Размеры колебательной системы малы по сравнению с длиной волны.
В диапазоне СВЧ колебательные контуры из сосредоточенных элементов оказались неприменимыми. С увеличением частоты размеры колебательного контура становятся сравнимыми с длиной волны. В результате контур начинает интенсивно излучать электромагнитную энергию в окружающее пространство. В такой системе становится невозможным накопление энергии. Она теряет свои резонансные свойства, в связи с чем в диапазоне дециметровых и более коротких волн применяют колебательные системы из элементов с распределенными параметрами. В этом случае
энергия системы остается в пределах ограниченного объема. Возможность построения таких систем следует из уравнений Максвелла. Согласно данным уравнениям, переменное электрическое поле является источником переменного магнитного поля, а переменное магнитное поле в свою очередь возбуждает переменное электрическое поле и т. д., т. е. обмен энергией между электрическим и магнитным полями происходит непрерывно в любой области пространства. Если каким-либо образом устранить излучение электромагнитных волн из некоторой области пространства и добиться отсутствия тепловых потерь, то обмен энергией будет протекать сколь угодно долго.
Следовательно, в изолированном от внешнего пространства объеме, заполненном средой без потерь, возможен незатухающий колебательный процесс.
Подобные системы получили название объемных резонаторов. Простейший объемный резонатор представляет собой диэлектрический объем, ограниченный замкнутой металлической поверхностью. Резонаторы такого типа называют закрытыми. Применяются закрытые резонаторы в диапазоне сантиметровых и дециметровых волн в качестве избирательных систем в усилителях, генераторах, измерителях частоты, используются для построения частотных фильтров.
В миллиметровом, децимиллиметровом, оптическом диапазонах, где длина волны намного меньше размеров резонатора, находят применение так называемые открытые резонаторы. У них отсутствует замкнутая металлическая оболочка. В простейшем случае открытый резонатор - это система из двух противостоящих зеркал, взаимно отражающих электромагнитные волны.