Открытый резонатор

(5 Ц 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт радиофизики и электроники АН УССР(56) Авторское свидетельство СССР М 553697, кл. Н 0123 /18, 03.11.75Авторское свидетельство СССР ч. 974454, кл, Н 0123 /18, 15.12,80, (54) ОТКРЫТЫЙ РЕЗОНАТОР(57) Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в измерительной технике и спектроскопии. Цель - улучшение разрежения спектра и повышение эффективности возбуждения рабочего колебания с гауссовым распределением поля. Открытый резонатор содержит два зеркала 1, 2 и волноводный элемент связи в виде рупора 3, установленного в центре зеркала 2 и возбуждаемого прямоугольным волноводом 4. Враскрыве рупора 3, совпадающем с внутренней поверхностью зеркала 2, установлена одномерная дифракционная решетка 5, ламели которой расположены в Е плоскости, Размеры (ахЬ) раскрыва рупора 3 и его длинавыбраны из соотношений; а =(2,4-3,3) йь; Ь =(1,6 - 2,4) ао,(а - а 1) /2 А, где в 0 - радиус пятна поля рабочего колебания с гауссовым распределением на зеркале 2; а 1 - минимальный размер широкой стороны рупора 3; Я, - длина волны рабочего колебания. Открытый резонатор обеспечивает улучшение разрежения спектра и повышение эффективности возбуждения рабочего колебания с гауссовым распределением поля за счет улучшения согласования поля в раскрыве возбуждающего рупора 3 и поля рабочего колебания открытого резонатора, 5 ил,5 10 15(а - а 1)22 А (2) 45 50 55 Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано в измерительной технике, спектроскопии и радиолокации.Целью изобретения является улучшение разрежения спектра и повышениеэффективности возбуждения рабочего колебания с гауссовым распределением поля. На фиг.1 показана конструкция открытого резонатора; на фиг,2 - зависимость коэффициента эффективности возбуждения открытого резонатора от нормированных размеров раскрыва рупора: на фиг,З - распределение поля в Н и Е-плоскости в открытом резонаторе в области раскрыва рупора; на фиг,4 и 5 - спектр колебаний открытого резонатора при возбуждении рупором или щелевым элементом связи соответственно,Открытый резонатор состоит из зеркала 1 и 2, В центре зеркала 2 установлен пирамидальный рупор 3, возбуждаемый прямоугольным волноводом 4, В раскрыве рупора 3, совмещенном с внутренней поверхностью зеркала 2, установлена одномерная дифракционная решетка 5, ламели которой параллельны узкой стороне рупора 3. Зеркала 1 и 2 могут быть сферическими, цилиндрическими или плоскими,Размеры (а, Ь) раскрыва рупора 3 выбраны из условия согласования поля рабочего колебания открытого резонатора с гауссовым распределением с полем в раскрыве рупора 3 и удовлетворяют соотношениям: а = (2,4-3,3) во в Н плоскости, Ь = (1,6-2,4) во в Е плоскости,Длинарупора 3 выбрана из условия минимума фазовых ошибок в раскрыве рупора 3 и удовлетворяет первенству где а 1 - минимальный размер широкой стороны рупора 3;А - длина волны рабочего колебания.Параметры одномерной дифракционной решетки определяются, исходя из требуемого коэффициента связи открытого резонатора и рупора 3, в зависимости от применения открытого резонатора.Принцип работы открытого резонатора одинаков для всех предлагаемых типов зеркал 1 и 2 и состоит в следующем,Электромагнитная вол на Н 1 о прямоугольного волновода 4 поступает в открытый резонатор через рупор 3 и возбуждает 20 25 30 35 40 рабочий шип колебания ТЕМооц с осесимметричным гауссовым распределением поля, При этом выбор размеров а и Ь раскрыва рупора 3 и его длиныобеспечивает согласование полей в открытом резонаторе и раскрыве рупора 3, что, в свою очередь, повышает коэффициент эффективности возбуждения открытого резонатора и обеспечивает селекцию типов колебаний во всем диапазоне перестройки открытого резонатора,Коэффициент эффективности возбуждения открытого резонатора определяется по формулефф ") +)о,бе Р)а(г) - О/Д) (э) где Е =л/2 а +)а/2,Ф(Ь/2) - интеграл вероятности, В/Д - интеграл вероятности комплексного аргумента, Ь = Ь/а)о а = а/ сооРасчеты коэффициента эффективности возбуждения открытого резонатора по соотношению (3) показывают, что значение у може" достигать 90% (фиг.2), Сопоставление распределения поля в раскрыве рупора 3 в Е плоскости (кривая 1) и Н плоскости (кривая 2) с распределением поля открытого резонатора для колебания ТЕМоос показывает высокую степень согласования полей при возбуждении (фиг.3). Таким образом возбуждение открытого резонатора пирамидальным рупором обеспечивает значительное разрежение спектра собственных типов колебания, В данном случае, как показывают результаты эксперимента, в открытом резонаторе возбуждается лишь рабочий тип колебаний ТЕМооц (фиг,4) в отличие от случая возбуждения открытого резонатора щелевым элементом связи, где эффективно возбуждаются высшие типы колебаний (фиг.5),Формула изобретения Открытый резонатор, содержащий два зеркала и волноводный элемент связи, в раскрыве которого размещена одномерная дифракционная решетка, лежащая в плоскости внутренней поверхности одного зеркала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения разрежения спектра и повышения эффективности возбуждения рабочего колебания с гауссовым распределением поля, волноводный элемент связи выполнен в виде рупора, размеры (а, Ь) раскрыва в Н и Е плоскостях соответственно и длинакоторого выбрана из соотношенийа = (2,4-3 3) стоЬ = (1,6-2,4) гоо(а-а 1) /2 ,-4-хх где йЪ - радиус пятна поля рабочего колебания с гауссовым распределением на одном зеркале; а - минимальный размер широкой стороны рупора;Л - длина волны рабочего колебания, а ламели одномерной дифракционной решетки расположены в Е-плоскости.".) Ы1 7/: Р ( 71 бб/6 ь4 /с. Составитель В.ЛарионовТехред М,Моргентал ректор Т.Палий кови дакто ский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 роизводственно-и з 2005 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5