Rezonator elicoidal
Un rezonator elicoidal este o componentă electrică pasivă care poate fi utilizată ca filtru rezonant.
Fizic, un rezonator elicoidal este o spirală metalică înconjurată de un scut conductor pătrat sau cilindric. Un capăt al helixului este conectat la scut în timp ce celălalt este lăsat deschis [1] . Dispozitivul funcționează ca un rezonator coaxial , dar este mult mai scurt deoarece conductorul elicoidal intern reduce viteza de propagare a undei [2] .
Ca și cavitățile rezonante , rezonatoarele elicoidale pot obține factori Q de ordinul a mii. Acest lucru se întâmplă deoarece la frecvențe ridicate efectul pielii face ca cea mai mare parte a curentului să curgă peste suprafața helixului și a scutului. Placarea pereților scutului și a helixului cu materiale cu conductivitate ridicată mărește Q-ul dincolo de cel al cuprului gol [3] .
Lungimea firului este un sfert din lungimea de undă de interes. Elica este înfășurată în spațiu, distanța dintre viraje este egală cu diametrul firului [4] . Dacă capătul deschis al helixului este aproape de capacul protectorului metalic, lungimea este ușor redusă datorită capacității dintre conductor și ecran [5] .
Cuplarea la rezonator poate fi realizată cu un fir de plumb lipit la helix la o anumită distanță de capătul scurtcircuitat. Impedanța de intrare variază în funcție de distanța de la capătul scurtcircuitat de acțiunea unui transformator de impedanță . Punctul de atașare este ales pentru a obține o potrivire de impedanță cu circuitul conectat. Reglarea rezonatorului poate fi realizată prin introducerea unui șurub în axa centrală a elicei [6] . Alte mijloace de cuplare de intrare și ieșire utilizate sunt o buclă de sârmă care se cuplează la câmpul magnetic de lângă capătul scurtcircuitat sau o sondă care se cuplează capacitiv în apropierea capătului deschis. Cuplarea între rezonatori într-un filtru multi-rezonator este adesea realizată pur și simplu cu deschideri în ecranul dintre ele [5] .
Rezonatoarele elicoidale sunt potrivite pentru frecvențe UHF în intervalul cuprins între 600 MHz și 1 500 MHz [7] .
Ecuații de proiectare
- Q - factor de merit (adimensional)
- - impedanta caracteristica a rezonatorului (ohmi)
- d - diametrul mediu al helixului (cm)
- h - înălțimea helixului (cm)
- f - frecvență (MHz)
Bibliografie
- Kirt Blattenberger, „Proiectarea rezonatorului elicoidal”, RF Cafe , 1989.
- MJ Lancaster, Aplicații pentru dispozitive cu microunde pasive ale supraconductoarelor la temperatură înaltă , Cambridge University Press, 2006 ISBN 0521034175 .
- David Weston, Compatibilitate electromagnetică: principii și aplicații , ediția a doua, CRC Press, 2001 ISBN 0824788893 .
- Jerry C. Whitaker, The Resource Handbook of Electronics , CRC Press, 2000 ISBN 1420036866 .
- Anatol I. Zverev, Manual de sinteză a filtrelor , pp. 499-519, Wiley, 1967OCLC 972252 .