Приложение Б (рекомендуемое). Размеры резонаторов

Приложение Б
(рекомендуемое)

Размеры резонаторов

Б.1 Рекомендуемые размеры объемного резонатора с колебанием типа для измерений в диапазонах частот приведены в таблице Б.1.

Таблица Б.1 - Размеры объемного резонатора для измерений в диапазонах частот

		Размеры в миллиметрах
Диапазон частот, ГГц	Диаметр D	Длина	Перемещение
6 - 8	70	100	35
8 - 12	50	80 - 100	25 - 35
12 - 16	40	60	25
16 - 20	30	50	25

Примечание - При использовании резонатора с волноводным входом (выходом) рабочий диапазон резонатора выбирают в соответствии со стандартным диапазоном частот волновода. Предпочтительной является конструкция измерительного резонатора с коаксиальным входом/выходом и регулируемым коэффициентом связи резонатора с СВЧ-трактом. Регулировка коэффициента связи резонатора с трактом необходима при измерениях образцов с повышенными потерями.

Б.2 Точное измерение размеров объемного резонатора по спектру его резонансных частот

Диаметр D и длина объемного резонатора с колебанием типа связаны с его спектром резонансных частот соотношением

.

(Б.1)

Измерение нескольких резонансных частот позволяет найти точные значения размеров D, из формулы (Б.1).

Значение диэлектрической проницаемости воздуха в резонаторе, необходимое для корректного расчета размеров резонатора, может быть определено по температуре, давлению и относительной влажности окружающего воздуха.

Для условий (атмосферное давление 760 мм рт. ст., температура 20°С и влажность 20%) = 1,00058.

Из формулы (Б.1) для отношения D/ = z следует формула

,

(Б.2)

где , - резонансные частоты колебаний типа с продольными индексами , соответственно.

При числе резонансных частот N получают М = N(N - 1)/2 различных сочетаний резонансных частот в формуле (Б.2) и столько же значений , k = 1, 2, 3, ..., М. Отношение z = D/ находят как среднее из .

По найденному среднему z находят значения диаметра для каждой резонансной частоты

(Б.3)

и их среднее, принимаемое за диаметр резонатора D. Значения резонансных частот , пустого резонатора измеряют с неопределенностью не более 10 кГц.

Б.3 Рекомендуемые размеры щелевого резонатора для измерений в диапазонах частот приведены в таблице Б.2.

Таблица Б.2 - Размеры щелевого резонатора для измерений в диапазонах частот

			Размеры в миллиметрах
Диапазон частот, ГГц		Диаметр резонатора D	Длина резонатора = 2L	Диаметр фланцев d
4 - 7		60	100	80
6 - 10		45	75	75
10 - 15		35	58	60
15 - 20		25	42	50

Примечание - Из-за значительных перестроек частоты колебания щелевого резонатора после введения образца предпочтительной является конструкция резонатора с коаксиальным входом/выходом.

Б.4 Диаметр зеркал МДР d должен обеспечивать малые дифракционные потери энергии резонатора, чтобы не ухудшать его добротность, не смещать резонансную частоту и не вносить дополнительную погрешность в измеряемые значения и tg . Соотношение d3D оказывается достаточным для образцов с 10 при D/L2. Для других значений и D/L относительный сдвиг резонансной частоты из-за конечного размера зеркал и дифракционную добротность МДР оценивают по формулам:

,

(Б.4)

,

(Б.5)

где

, , ,

, ,

b = d/2, и .

Критерием выбора диаметра зеркал d и (или) отношения размеров образца D/L является выполнение условий по формуле (Б.4) и по формуле (Б.5).