в резонаторе вдоль широкой стенки волновода а, узкой b и длины резонатора / соответственно.

Резонансная длина волны (в свободном пространстве)

= 2/V{m/af + {n/bf + ip/lf.

При работе на волнах Я-типа возможно возбуждение колебаний с р = 0. Основным видом колебаний в прямоугольном объемном резонаторе является колебание типа Hidi. При этом собственная добротность резонатора

Qo = KRsOb {а' + /2)3/2/[2Р {а + 2Ь) -f 2а^ (/ + 2Ь)\

4. Круглые цилиндрические объемные резонаторы. Такие резонаторы получают, закорачивая с двух сторон отрезок круглого цилиндрического волновода. Как и в предыдущем случае, для настройки в резонанс требуется, чтобы вдоль длины резонатора / укладывалось целое число полуволн р. При возбуждении колебаний Я-типа возможна работа со структурой поля, которой соответствует /? = 0. Резонансная настройка наблюдается при длине волны (в свободном пространстве)

где - критическая длина волны данного типа.

В круглых резонаторах могут возбуждаться колебания типов Нтпр или Е^пр, при ЭТОМ гп равно числу полуволн ПОЛЯ, укладывающихся по азимутальному углу вдоль полной длины окружности, an - числу полуволн поля, укладывающихся на внутреннем диаметре резонатора D.

На рис. 3.10 приведена диаграмма собственных видов колебаний круглого резонатора. Добротность резонатора при колебаниях типа

Vo - u,zuDA/<a 22 (Dllf+ 0,51 (Dilf при колебаниях типа Е^ю

Qo==0,38X/?,a/[l+D/(2/)], а при колебаниях Яцц

Qo-0,6U/?,a j + o,17(D/03

Наиболее высокую добротность получают при возбуждении резонатора на колебаниях типа Ядр, максимальное ее значение соответствует равенству длины резонатора / егр

диаметру D;

Qomax = O,66?./?,0.

при работе круглого резонатора на колебаниях типа Яр р высокочастотные токи в стенках резонатора протекают по замкнутым концентрическим окружностям. Это позволяет использовать для подавления нежелательных видов колебаний в резонаторе зазоры между торцами и цилиндрической поверхностью, заполняя их поглощающим материалом.

А-А

Рис. 3.10. Диаграмма видов колебаний круглого резонатора

Рис. 3.11. Схема PC магнетрона типа щель-отверстие

5. Магнетронные резонаторные системы. Магиетронная PC (рис. З.П) состоит из цилиндрических резонаторов / - сквозных отверстий диаметром D, выполненных в медном анодном блоке 3 толщиной /а и внутренним диаметром

= 2/-а. Резонаторы с помощью щелей 2 соединены с пространством взаимодействия 4 - полым кольцом, заключенным между анодным блоком и катодом 5 с наружным диаметром dy . Такие резонаторы принято называть резонаторами типа щель - отверстие . Между резонаторами системы существует сильная электромагнитная связь.

В магнетронных генераторах применяют также резонаторы лопаточного (рис. 3.12, о), щелевого (рис. 3.12,6) и других типов.

Каждый цилиндрический резонатор с щелью можно рассматривать как одиночный виток индуктивной катушки, образованный проводником ленточной формы и нагруженный на плоский конденсатор, электроды которого площадью 4 X /щ находятся на расстоянии йщ Д'уг от друга (рис. 3.13). Силовые линии СВЧ магнитного поля Н, наво-

димого вокруг витка с током 7, замыкаются через соседние резонаторы, связывая их. Электрическое поле Е в основном концентрируется в щели резонатора, но краевые поля выходят в пространство взаимодайствия и в отверстие резонатора.

Система состоит из резонаторов, образующих кольцо, поэтому эквивалентная схема имеет вид, представленный на рис. 3.14. В схеме L - эквивалентная индуктивность одиночного резонатора; С - эквивалентная емкость одиночного резонатора, образуемая емкостью плоского конденсатора щели резонатора Сщ, торцевой eкocтью (емкость между поверхностями Л и £ анодного блока, см. рис. 3.13) и емкостью цилиндрического резонатора Ср, С^в - емкость связи между соседними резонаторами через пространство взаимодействия (между торцом сегмента резонаторного блока и поверхностью катода).

Рис. 3.12. Схйма PC магнетронов лопаточного (а) и щелевого (б) типов

Так как система резонаторов образует замкнутое кольцо, то на резонансной частоте в нем должно укладываться целое число длин волн. Математически это условие можно записать в виде

(fnN - 2пп или фл = 2nnfN,

где п = О, 1, 2, ... - номер вида колебания; фд - фазовый сдвиг между колебаниями в соседних резонаторах, соответствующий п -му виду.

Очевидно, что количество возможных видов колебаний равно Л/ -f 1, так как п = О, 1, 2, ... , Л^. Каждый вид колебаний имеет свою резонансную частоту (собственную частоту). При строгой симметрии PC, когда четное, фазовые сдвиги фл видов колебаний с п = О, N/2 - 1 совпадают с точностью до знака с фазовыми сдвигами видов