Rezonatory i filtry mikrofalowe

Rezonator ćwierćfalowy jest odcinkiem linii współosiowej zwartym na jednym końcu, a na drugim rozwartym – rys.5.16A. Koniec rozwarty przechodzi zwykle w cylindryczny falowód podkrytyczny, aby promieniowanie fali elektromagnetycznej nie powiększało strat rezonatora. Dla takiej struktury warunek rezonansu zapisze się następująco:

 Dla n=1 częstotliwość rezonansowa jest najmniejsza. Kolejne częstotliwości rezonansowe obliczyć można ze wzoru (5-48): 

Na rys.5.16B pokazano rozkład natężenia pola elektrycznego dla modu podstawowego. Kolejne mody dla n=3 i n=5 pokazano na rys.5.16C. Wzdłuż osi rezonatora dokłada się całkowita, nieparzysta ilość „ćwiartek” fali.
 

Rys.5.16. Rezonator ćwierćfalowy na linii współosiowej. A) Rozmiary rezonatora. 
B) Rozkład pola elektrycznego w modzie podstawowym. C) Rozkłady pola elektrycznego dla kolejnych dwu modów  

 
Struktury rezonatorów półfalowego i ćwierćfalowego, pokazane na rys.5.15 i rys.5.16 są zamknięte i Czytelnik zastanawia się jak pobudzić taki odcinek linii współosiowej. Pobudzanie rezonatora współosiowego należy skonstruować w taki sposób, aby wzbudzić żądany mod bez wzbudzenie modów niepożądanych. Realizuje się to następująco:
•    sondą/antenką umieszczoną w maksimum pola elektrycznego,
•    pętlą umieszczoną w maksimum pola magnetycznego.
Praktyczne rozwiązanie pokazuje rys.5.17. Rezonator ćwierćfalowy sprzężony jest z dwiema liniami współosiowymi zakończonych pętlami, które sprzężone są z polem magnetycznym rezonatora. Pętle wprowadzone są przy zwarciu, w miejscu, w którym pole magnetyczne jest najsilniejsze. Dobierając rozmiary pętelek można zmieniać stopień sprzężenia rezonatora z liniami współosiowymi.
Wysuwając przewód wewnętrzny można przestrajać rezonator ćwierćfalowy

Rys.5.17. Rezonator ćwierćfalowy, włączony transmisyjnie. 

   Rys.5.18. Rezonator helikalny stosowany w zakresie 
f = 30 MHz - 1000 MHz.