Основы диэлектрической спектроскопии. Гусев Ю.А. - 77 стр.

когда вдоль спирали будет укладываться целое число четвертей волн.
     Резонансная длина волны λР и добротность Q такой сиcтемы выражаются
следующим образом:
                                                     1
                                           ⎛ D     ⎞2
                               λ Р = 4πnlD⎜⎜       ⎟⎟ ,                (3.49)
                                           ⎝ DЭ     ⎠

                                       ⎡ ⎛ D ⎞2 1 ⎤
                               0.024πD ⎢1 − ⎜⎜      ⎟⎟ ⋅ f 02 ⎥
                                       ⎢⎣ ⎝ Э ⎠D              ⎥⎦
                            Q=                                     ,     (3.50)
                                  ⎡            ⎛ D ⎞ ⎤
                                                        3

                                  ⎢(πnd )−1 + ⎜⎜      ⎟⎟ ⎥
                                  ⎢⎣           ⎝ D Э ⎠ ⎥⎦


где f 0 - резонансная частота, n - число витков в замедляющей системе на 1 см длины,
d - диаметр провода внутреннего спирального проводника.




     Рис. 27. Четвертьволновый коаксиальный резонатор.
     l - длина спирали, lЭ - длина экрана, D - диаметр спирали, DЭ - диаметр экрана.

       Наличие спирали в системе обеспечивает существование волн медленного типа,
т.е. спираль действует как микроволновая линия задержки, уменьшая скорость
распространения электромагнитной волны. Так как спираль является широкополосной
системой, то в резонаторе со спиральным внутренним проводником постоянной длины
резонансы будут наблюдаться в широкой полосе частот.
       При измерении диэлектрических констант исследуемый образец помещается в
максимум электрического поля, т.е. у разомкнутого конца спирали. Так как между
верхней гранью и разомкнутым концом спирали имеется небольшая емкость, то,
используя специальный подвижный плунжер, можно подстраивать резонансную
полость. Для того, чтобы не происходило искажения силовых линий
электромагнитного поля, приводящих к потерям, в нижней части резонатора имеется
         D
зазор Э . Связь выхода и входа передающих линий с резонатором, т.е. возбуждение
          4
резонатора и отвод энергии, осуществляется с помощью зонда и петли, вводимых
внутрь полости резонатора. Из рис.27 видно, что внутренняя длина экрана
      ⎛ D ⎞
l Э = ⎜ l + Э ⎟ , т.е. для определения l Э необходимо знать длину спирали, которая в
      ⎝     2 ⎠
свою очередь определяется общим числом витков и её шагом. Число витков на 1 см
                                                                 l
длины внутреннего спирального проводника при D = 0,55 и            = 1.0 (отношения,
                                                    DЭ           D
выполнение которых ведет к максимальной добротности резонатора) можно оценить по
формуле:

                                                                                       77