3.3. СВЯЗЬ ТВЕРДОТЕЛЬНОГО РЕЗОНАТОРА С ЛИНИЕЙ ПЕРЕДАЧИ СВЧ

При связи твердотельного резонатора с линией передачи учитывают два основных вида потерь: тепловые и потери на переизлучение электромагнитной энергии в линию передачи.

Для ферритового резонатора тепловые потери оцениваются параметром затухания в диссипативном члене уравнения Ландау-Лифшица. Этот параметр характеризует потери энергии однородно прецессирующих спинов, которая преобразуется в энергию колебаний кристаллической решетки и приводит к нагреву ферритового резонатора. Для диэлектрического резонатора тепловые потери оцениваются мнимой частью диэлектрической проницаемости материала.

Добротность резонатора, определяемая только с учетом тепловых потерь и называемая собственной, вычисляется по формуле [56]

где круговая частота; энергия, запасаемая в резонаторе за период колебания; мощность тепловых потерь.

Для учета потерь на переизлучение пользуются величиной, называемой внешней добротностью (или добротностью связи), которую по аналогии с собственной добротностью вычисляют по формуле

где мощность, переносимая по линии передачи волнами, переизлученными резонатором.

Коэффициент связи резонатора с линией передачи СВЧ определяется как отношение собственной добротности к добротности связи

Ниже будет показано, что коэффициент связи удобно использовать при вычислении коэффициентов отражения прохождения и поглощения линии передачи СВЧ с твердотельным резонатором.

Отметим, что в общем случае связи резонатора с линией передачи СВЧ мощность может переносится переизлученными электромагнитными волнами в нескольких направлениях. Так, например, при связи резонатора с согласованной линией передачи переизлученная мощность может передаваться как в направлении к генератору так и в направлении к нагрузке

при этом равенство характеризует взаимную связь резонатора с линией передачи. Она имеет место при линейной поляризации СВЧ магнитного поля, с которым взаимодействует Церритовый резонатор. Связь диэлектрического резонатора с лишней передачи всегда имеет взаимный характер. При взаимной рвязи резонатора с линией передачи затухание электромагнитной энергии одинаково для волн, распространяющихся в противоположных направлениях.

Неравенство характеризует невзаимную связь резонатора с линией передачи, которая имеет место при эллиптической поляризации СВЧ магнитного поля, взаимодействующего с ферритовым резонатором. Невзаимность проявляется наиболее аффективно в случае круговой поляризации магнитного поля, когда (в первом приближении) резонатор переизлучает мощность только в одном направлении. При невзаимной связи затухание электромагнитной энергии неодинаково для волн, распространяющихся в противоположных направлениях.