EXCITACIÓN DE RESONADORES Resonadores no son útiles a menos que se acoplan a la circuitería externa, por lo que ahora discuten cómo resonadores pueden ser acoplados a las líneas de transmisión y guías de onda. En la práctica, la manera en la que se hace esto depende del tipo de resonador de que se trate; algunos ejemplos Acoplamiento para resonadores de microondas. (a) Una línea de transmisión microstrip resonador brecha acoplado a una línea de alimentación de microbanda. (b) Una cavidad rectangular alimentado por un resonador sonda coaxial. (c) Un resonador de cavidad de abertura circular acoplado a un rectangular la guía de ondas. (d) Un resonador dieléctrico acoplado a una línea de microcinta.
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EXCITACIÓN DE RESONADORES
Resonadores no son útiles a menos que se acoplan a la circuitería externa, por lo que ahora discuten cómo resonadores pueden ser acoplados a las líneas de transmisión y guías de onda. En la práctica, la manera en la que se hace esto depende del tipo de resonador de que se trate; algunos ejemplos
Acoplamiento para resonadores de microondas. (a) Una línea de transmisión microstrip resonador
brecha acoplado a una línea de alimentación de microbanda. (b) Una cavidad rectangular alimentado por un resonador
sonda coaxial. (c) Un resonador de cavidad de abertura circular acoplado a un rectangular
la guía de ondas. (d) Un resonador dieléctrico acoplado a una línea de microcinta.
de técnicas de acoplamiento resonador se muestra en la Figura 6.13 . Vamos a discutir la operación
de algunas de las técnicas de acoplamiento más comunes , en particular brecha de acoplamiento y la abertura
acoplamiento . Comenzamos con una discusión del coeficiente de acoplamiento para un resonador conectado a un
línea de alimentación , y el tema de acoplamiento crítico . Un tema relacionado de interés práctico es cómo
la carga Q de un resonador puede determinarse a partir de la respuesta de dos puertos de un resonador
aplicación . Una cavidad de guía de ondas utilizado como un medidor de frecuencia, por ejemplo , es por lo general sin apretar
junto a su guía de alimentación con el fin de mantener una alta Q y una buena precisión . Un resonador utilizado
en el oscilador o un amplificador sintonizado , sin embargo , puede ser fuertemente acoplado con el fin de lograr
máxima transferencia de potencia . Una medida del nivel de acoplamiento entre un resonador y
una alimentación está dada por el coefi ciente de acoplamiento . Para obtener la máxima transferencia de potencia entre los
un resonador y un conducto de alimentación , el resonador debe corresponder a la línea en la resonancia
frecuencia ; el resonador a continuación, se dice que está críticamente acoplado a la alimentación . Vamos a ilustrar
estos conceptos al considerar el circuito resonante en serie se muestra en la Figura 6.14
A partir de ( 6.9 ) , la impedancia de entrada cerca de resonancia del circuito resonante en serie de
Figura 6.14 está dada por
Z = R + J2L ? Ω = R + j
2RQ 0 ? Ω
ω 0
, ( 6.71 )
y Q es la carga , a partir de ( 6.8 ) ,
Q 0 =
ω 0 L
R
. ( 6,72 )
En la resonancia , ? Ω = 0 , por lo que a partir de ( 6.71 ) es la impedancia de entrada Z = R. Con el fin de que coincida con
el resonador de la línea , debemos tener
R = Z 0 . ( 6,73 )
En este caso, la carga Q es
lo que demuestra que el Q es externa y sin carga son iguales bajo la condición de crítico
acoplamiento . La carga Q es la mitad de este valor.
Podemos definir el coeficiente de acoplamiento , g, como
, ( 6.76 )
que se puede aplicar a ambas series ( g = 0 Z / R) y paralelo ( g = R / Z 0 ) circuitos resonantes ,
cuando se conecta a una línea de transmisión de impedancia característica Z 0 . Tres de los casos pueden ser
distinguir:
1 . g < 1 : se dice El resonador se undercoupled a la línea de alimentación .
2 . g = 1 : El resonador está acoplado críticamente a la línea de alimentación .
3 . g > 1 : se dice El resonador se overcoupled a la línea de alimentación .
La figura 6.15 muestra un esquema gráfico de Smith de los loci de impedancia para la serie resonante
circuito , según lo dado por ( 6.71 ) , para diferentes valores de R correspondientes a los casos anteriores .
A Microcinta Gap- Coupled Resonator
Considere la posibilidad de un λ / 2 en circuito abierto proximidad resonador microstrip acoplada al extremo abierto de
una línea de transmisión microstrip , como se muestra en la figura 6.13a . La brecha entre el resonador
y la línea de microcinta se puede modelar como un condensador en serie , por lo que el circuito equivalente puede
ser construido como se muestra en la Figura 6.16 . La impedancia de entrada normalizada visto por el
línea de alimentación es
donde bc = Z 0 ωC es la susceptancia normalizada del condensador de acoplamiento, C. Resonancia
ocurre con z = 0, o cuando
Las soluciones a esta ecuación trascendental se muestran en el gráfico de la figura 6.17. en
práctica, b c? 1, por lo que la primera frecuencia de resonancia, ω 1, estará cerca de la frecuencia de
que β? = Π (la primera frecuencia de resonancia del resonador sin carga). El acoplamiento de los
el resonador a la línea de alimentación tiene el efecto de reducir su frecuencia de resonancia.
Ahora queremos simplificar la impedancia del punto de la conducción de (6.77) para relacionar este resonador
a un circuito RLC en serie equivalente. Esto se puede lograr mediante la expansión de z (ω) en una Taylor
serie sobre la frecuencia de resonancia, ω 1, y suponiendo que bc es pequeño. Por lo tanto,
FIGURA 6.16 Circuito equivalente de la brecha microstrip acoplada resonador de la figura 6.13a.
FIGURA 6.17 Soluciones a (6.78) para las frecuencias de resonancia de la brecha de acoplamiento de microcinta
resonador.
donde hemos utilizado (6,78) y la suposición de que bc? 1. Suponiendo una línea TEM, que
que d (β?) / dω = / vp, donde vp es la velocidad de fase de la línea. ¿Por qué? ? πv p / ω 1, la
impedancia normalizada se puede escribir como
Hasta ahora hemos ignorado las pérdidas, pero para una pérdida resonador de alto Q puede ser incluido por la re-
la colocación de la frecuencia de resonancia, ω 1, con la frecuencia de resonancia complejo dado por ω 1 (1 +j/2Q 0), que sigue de (6.10). La aplicación de este procedimiento para (6.80) da la entrada
impedancia de la brecha de acoplamiento con pérdida como resonador
Tenga en cuenta que una λ desacoplado / 2 en circuito abierto resonador de línea de transmisión se ve como un paralelo