Приложение Б (рекомендуемое). Размеры резонаторов

Приложение Б
(рекомендуемое)

Размеры резонаторов

Б.1 Измерение размеров объемного резонатора по спектру его резонансных частот

Диаметр и длина объемного резонатора с колебанием 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 нормальных условий (атмосферное давление 760 мм рт. ст., температура 20°С и влажности до 40%) = 1,0006.

Из формулы (Б.1) для отношения следует формула

,

(Б.2)

где

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

При числе резонансных частот получают различных сочетаний резонансных частот в формуле (Б.2) и столько же значений , = 1, 2, 3, ..., . Отношение 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 , резонатора измеряют со стандартной неопределенностью не более 10 кГц.

Б.2 Рекомендуемые размеры резонаторов

Б.2.1 Объемный резонатор

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

Таблица Б.1 - Размеры объемного резонатора в диапазонах частот

Диапазон частот, ГГц	Диаметр D, мм	Длина , мм	Перемещение , мм
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.2.2 Щелевой резонатор

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

Таблица Б.2 - Размеры щелевого резонатора в диапазонах частот

Диапазон частот, ГГц	Диаметр резонатора D, мм	Длина резонатора , мм	Диаметр фланцев d, мм
6 - 10	60	94	80
8 - 12	45	80	65
10 - 15	35	70	55
15 - 20	25	56	45

Примечание - Предпочтительной является конструкция резонатора с коаксиальным входом/выходом из-за значительной перестройки частоты колебания после введения образца.

Б.2.3 Металлодиэлектрический резонатор

Диаметр отражателей 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 . Соотношение оказывается достаточным для образцов с при . Для других значений и относительный сдвиг резонансной частоты из-за конечного размера отражателей оценивают по формуле:

,

(Б.4)

где

;

;

,

,

,

.

Дифракционную добротность МДР оценивают по формуле

,

(Б.5)

где

;

.

Критерием выбора диаметра отражателей и (или) отношения размеров образца является выполнение условий по формуле (Б.4) и по формуле (Б.5).