Нелинейный ферритовый резонатор в согласованной линии передачи

Соотношения, описывающие связь ферритового резонатора с согласованной линией при запороговых уровнях мощности можно получить [120], как и раньше, заменой в соответствующих формулах табл. 2 коэффициентов связи на эффективные коэффициенты связи. При этом в общем случае связи искомые соотношения в режиме резонанса имеют вид

В частном случае связи выражения для коэффициентов прохождения, отражения и поглощения совпадают соответственно с выражениями для коэффициентов отражения (4.82), прохождения (4.83) и поглощения (4.84), приведенными выше для случая включения резонатора как элемента связи.

В частном случае связи коэффициент отражения равен нулю, а выражения для коэффициентов прохождения и поглощения равны

При расположении ферритового резонатора в области, где СВЧ магнитное поле поляризовано эллиптически, наблюдается явление непрохождения электромагнитной энергии через отрезок согласованной линии передачи с нелинейным ферритовым резонатором. Соотношение для уровня входной мощности при котором эффективный коэффициент прохождения равен нулю, имеет вид

Наличие связи резонатора с линией передачи в направлении к генератору приводит к уменьшению уровня мощности по сравнению со случаем невзаимной связи, когда

Результаты эксперимента, отмеченные точками наряду со сплошными расчетными линиями, согласуются с выводами теории (рис. 88). Расчет проводился по экспериментально найденным величинам коэффициентов связи в линейном режиме.

Экспериментальное исследование связи нелинейного ферритового резонатора с согласованной линией при расстройке резонатора в области резонанса показывает [121], что увеличение уровня мощности выше порогового значения при слабой связи приводит как к уменьшению экстремальных значений фазового угла коэффициента прохождения, так и к увеличению расстояния между этими значениями по оси расстройки.

Рис. 88. Зависимости эффективных коэффициентов прохождения и отражения при резонансе от уровня падающей мощности СВЧ при

Рис. 89. Зависимости модуля и фазового угла коэффициента прохождения от расстройки вблизи резонанса при уровне падающей мощности в качестве параметра: .

При

сильной связи увеличение уровня мощности вплоть до значения почти не изменяет вид фазовой характеристики (рис. 89). Дальнейшее увеличение уровня мощности падающей волны приводит к тому, что фазовая характеристика становится аналогичной случаю слабой связи.

Некоторая асимметрия фазовых характеристик при запорого-вых уровнях мощности связана с асимметрией резонансных кривых коэффициента прохождения; она возрастает с увеличением уровня мощности. При этом ветвь резонансной кривой коэффициента прохождения в области магнитных полей, превышающих резонансное значение, изменяется быстрее, чем ветвь в области дорезонансных магнитных полей. При уровнях мощности, превышающих на несколько децибелл пороговое значение, может возникать нестабильность прошедшей мощности, что отмечено на резонансной линии коэффициента прохождения в виде скачка С (рис. 89).

При увеличении уровня мощности падающей волны выше порогового значения наблюдается смещение резонансной частоты ферритового резонатора. Причем особенно заметно оно при сильной связи резонатора с линией передачи в линейном режиме. В этом же случае вблизи порогового уровня мощности наблюдается небольшое увеличение как нагруженной добротности ферритового резонатора, так и его магнитной восприимчивости при резонансе.