Mikrovalna elektronika - FESB

More documents

Recommendations

Info

MIKROVALNA ELEKTRONIKA <strong>FESB</strong> – SPLIT Uvod Govoreći o mikrovalovima razmatrat ćemo pojave u jednom izdvojenom dijelu elektromagnetskog spektra koji graniči s jedne strane s UHF područjem radio spektra, a s druge s infracrvenim dijelom spektra. Grubo rečeno to bi bilo frekvencijsko područje između 1 GHz i 100 GHz. Razlozi zbog kojih je izdvojeno upravo ovo područje sadržani su u specifičnoj tehnici koja ga karakterizira, a koja je uvedena zbog činjenice da su valne duljine u mikrovalnom području usporedive, odnosno istog reda veličine kao i fizičke dimenzije elemenata krugova. Ilustrirat ćemo posebnost primijenjene tehnike na jednom primjeru. Jednostavni titrajni krug čija je rezonantna frekvencija primjerice 10 MHz sastoji se od zavojnice duljine l od N zavoja površine S, odnosno koeficijenta samoindukcije L: 2 S L ∼ N , l i kondenzatora površine ploča S i razmaka među pločama d kapaciteta C: S C ∼ , d prikazan je na sl. 1a. Ako bi sve linearne dimenzije tog kruga smanjili za faktor 1000, za isti faktor porasla bi i rezonantna frekvencija: f 0 1 = , 2π LC za isti faktor, odnosno iznosila bi 10 GHz. Međutim, pod pretpostavkom da sl. 1a prikazuje stvarne dimenzije titrajnog kruga, njihovo smanjenje za toliki faktor bilo bi nerealno. Ne samo što bi takav krug bilo veoma teško izvesti, nego bi i energija sadržana u polju kondenzatora bila manja zbog smanjenog probojnog napona uslijed smanjene površine ploča kondenzatora i smanjenog razmaka među pločama a faktor dobrote Q bio bi umanjen uslijed povećanja otpora kao posljedice smanjenja presjeka žice vodiča. L C Slika 1a. Titrajni krug s koncentriranim elementima - 2 -
MIKROVALNA ELEKTRONIKA <strong>FESB</strong> – SPLIT L C L C Slika 1b. Smanjenje broja zavoja i površine ploča Slika 1c. Smanjenje površine zavoja i razmaka među elektrodama Za realizaciju titrajnog kruga mikrovalne rezonantne frekvencije od 10 GHz pristupit ćemo preoblikovanju kruga tako da umanjimo koeficijent samoindukcije smanjenjem broja zavoja N i kapacitet C smanjenjem površina S ploča i povećanjem razmaka d među elektrodama, dok krug ne poprimi izgled kao na sl. 1b. Nadalje, smanjenjem površine S zavoja također umanjujemo koeficijent samoindukcije, pa dobivamo oblik kao na sl. 1c. Ova transformacija oblika zavojnice i kondenzatora učinjena je s ciljem postizanja rezonantne frekvencije 10 GHz, a da pri tome fizičke dimenzije sklopa ostanu realne, odnosno istog reda veličine kao što je i valna duljina. Međutim, pri titranju elektromagnetske energije u sklopu određeni dio energije se isijava u okolni prostor u obliku elektromagnetskih valova. Da bi spriječili elektromagnetsko zračenje nadalje modificiramo dobiveni krug na sl. 1c tako da ga oklopimo vodljivim stjenkama, pa ga možemo preinačiti kao na sl. 1d, dakle do dvaju koaksijalnih valjaka, pretvarajući jedan dio vodiča u oklop. Sada je gotovo čitavo elektromagnetsko polje sadržano između valjaka i zračenje je značajno smanjeno jer je svedeno na otvor. Konačno, da bi potpuno otklonili gubitke uslijed zračenja dolazimo do strukture cilindričnog rezonatora na sl. 1e. Evidentno je da u slučaju frekvencija iz mikrovalnog spektra više ne možemo govoriti o koncentriranim elementima induktivitetu L i kapacitetu C kao kod kruga na sl. 1a koji oscilira na 10 MHz. Umjesto toga tretiramo krugove s distribuiranim elementima. Međutim, ovakvi krugovi opisani su parcijalnim diferencijalnim jednadžbama. Ipak, zbog poteškoća matematičke prirode nastojimo, kad god je to moguće prikazati krugove koncentriranim elementima. Nadalje, konstatirajmo da su pojmovi napon i struja postali nejednoznačni zbog usporedivosti dimenzija kruga s duljinom vala. Slika 1d. Koaksijalna linija Slika 1e. Cilindrični rezonator - 3 -
Page 1: MIKROVALNA ELEKTRONIKA FESB - SPLIT
Page 5 and 6: MIKROVALNA ELEKTRONIKA FESB - SPLIT
Page 53 and 54:
MIKROVALNA ELEKTRONIKA FESB - SPLIT
Page 55 and 56:
Page 57 and 58:
Page 59 and 60:
Page 61 and 62:
Page 63 and 64:
Page 65 and 66:
Page 67 and 68:
Page 69 and 70:
Page 71 and 72:
Page 73 and 74:
Page 75 and 76:
Page 77 and 78:
Page 79 and 80:
Page 81 and 82:
Page 83 and 84:
Page 85 and 86:
Page 87 and 88:
Page 89 and 90:
Page 91 and 92:
odnosno: rot Etr = − jωµ ezH
Page 93 and 94:
Izračunajmo sada snagu prenesenu n
Page 95 and 96:
Page 97 and 98:
Page 99 and 100:
Page 101 and 102:
Page 103 and 104:
Page 105 and 106:
Page 107 and 108:
Page 109 and 110:
Page 111 and 112:
Page 113 and 114:
Page 115 and 116:
Page 117 and 118:
Page 119 and 120:
Page 121 and 122:
Page 123 and 124:
Page 125 and 126:
d N = r × F , dt MIKROVALNA ELEK
Page 127 and 128:
Page 129 and 130:
odnosno: uz: iz čega je: pa je:
Page 131 and 132:
Page 133 and 134:
Page 135 and 136:
Page 137 and 138:
Page 139 and 140:
Page 141 and 142:
Page 143 and 144:
Page 145 and 146:
Page 147 and 148:
Page 149 and 150:
Page 151 and 152:
Page 153 and 154:
Page 155 and 156:
Page 157 and 158:
V 0 Slika 1. Dvorezonantni klistron
Page 159 and 160:
Page 161 and 162:
Page 163 and 164:
Page 165 and 166:
Page 167 and 168:
Page 169 and 170:
Page 171 and 172:
Page 173 and 174:
Page 175 and 176:
Page 177 and 178:
Page 179 and 180:
Page 181 and 182:
Page 183 and 184:
Page 185 and 186:
Page 187 and 188:
Page 189 and 190:
Page 191 and 192:
show all

Mikrovalna elektronika - FESB

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?