Термостабільний складений діелектричний резонатор

Реферат: Термостабільний складений діелектричний резонатор складається з не менш ніж двох елементів. Діелектрична проникність матеріалу та лінійні розміри кожного з елементів підібрані за співвідношенням. UA 73422 U (54) ТЕРМОСТАБІЛЬНИЙ СКЛАДЕНИЙ ДІЕЛЕКТРИЧНИЙ РЕЗОНАТОР UA 73422 U UA 73422 U 5 10 15 20 Корисна модель належить до радіотехніки, точніше до пристроїв, що входять до складу трактів передачі НВЧ сигналів. Відомий термостабільний діелектричний резонатор, у якому передбачена температурна компенсація відхилення власної частоти резонатора за рахунок температурної зміни лінійних розмірів спеціальної підтримуючої конструкції [1]. Недоліком аналога є необхідність використання спеціальної підтримуючої конструкції, що ускладнює технологію виготовлення пристрою за допомогою планарної технології (мікросмугові лінії, компланарні лінії, щілинні лінії). Найближчим аналогом пристрою, що заявляється, є термостабільний діелектричний резонатор, що складається з двох діелектричних матеріалів, температурні зміни діелектричної проникності яких компенсують одна одну [2]. Недоліком найближчого аналога є те, що не враховано вплив температурної зміни лінійних розмірів складових резонатора на температурну залежність частоти. Проте, цей вплив може значно перевищувати вплив температурної зміни діелектричної проникності. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення термостабільного діелектричного резонатора таким чином, щоб враховувався вплив температурної зміни геометричних розмірів складових резонатора на резонансну частоту. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що діелектрична проникність матеріалу  та лінійні розміри  кожного з елементів підібрані таким чином, щоб виконувалося співвідношення: n f f Cf   Si  Ci  S i  C i  0 , i1 25 30 35 40 де TCf - температурний коефіцієнт резонансної частоти; n - кількість елементів; і - номер елемента;  f - чутливість резонансної частоти f до зміни діелектричної проникності f Si  i  f i матеріалу i-того елемента; 1  Ci   i - температурний коефіцієнт діелектричної проникності матеріалу i-того i  елемента;  f f Si  i  f  i чутливість резонансної частоти f до зміни лінійного розміру i-того елемента; 1  1 - температурний коефіцієнт лінійного розміру i-того елемента.   i  Усі чутливості залежать одночасно від діелектричної проникності матеріалу елемента, його лінійних розмірів та його форми. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де на фіг. 1 зображено принципову конструкцію складеного діелектричного резонатора довільної форми. Для спрощення зображення кількість складових резонатора обмежена двома. Конструктивно складений термостабільний діелектричний резонатор являє собою сукупність не менш ніж двох компонентів довільної форми, які довільним чином з'єднані між собою (на фіг. 1 для простоти сприйняття кількість складових обмежена двома). Принцип роботи складеного діелектричного резонатора можна описати на основі моделі на фіг. 1, що складається з двох складових: складової 1, що має діелектричну проникність 1 та C i  лінійні розміри  1 , та складової 2, що має діелектричну проникність  2 та лінійні розміри  2 . При зміні температури спостерігаються зміни діелектричних проникностей 1 та  2 . Ці зміни характеризуються температурними коефіцієнтами ТС 1 та TС  2 . Аналогічно спостерігаються зміни лінійних 45 розмірів коефіцієнтами ТС  1  1 та  2 , величина яких характеризується температурними та ТС  2 . Вплив змін лінійних розмірів та діелектричної проникності f складової 1 резонатора на частоту визначається чутливостями S  i f та S  i відповідно. f f Аналогічно для складової 2 визначають чутливості S  та S  . Добуток чутливості резонансної 2 2 частоти до зміни певного параметра на температурний коефіцієнт цього ж параметра дозволяє отримати величину частотного зсуву резонансної частоти від зміни саме цього параметру. 1 UA 73422 U 5 10 Таким чином, виконання умови (1) гарантує, що впливи температурних змін усіх лінійних розмірів та діелектричних проникностей взаємно компенсуються. Тобто, досягається термостабілізація резонатора. Як приклад - складений термостабільний діелектричний резонатор, конструкцію якого наведено на фіг. 2. Він складається з двох половин циліндра радіуса R та висотою h, . -5 -1 . -5 виготовленого з дибарієвого нонатитанату Ва2Ті9О20 (  = 40, ТС  = - 3 10 К , ТC  = 1,2 10 1 1С ), між якими розміщено пластину товщиною d, що виконана з кварцу SiO2 (  = 3,5, ТС  = 10 6 -1 . -7 -1 К , ТС  = 5,5 10 Κ ). На фіг. 3 наведено залежності TCf від нормованої товщини пластини кварцу (у процентах відносно до діаметра D = 2R) для двох співвідношень h/D. При h/D = 1 досягти термостабілізації неможливо. При h/D = 0,4 складений діелектричний резонатор буде . . термостабільним при d = 0,09 D або d = 0,3 D. Джерела інформації 1. Пат. USA № 4019161, МПК Н01Р 7/10, 1977. 2. Пат. USA № 3919672, МПК Н01Р 7/10, 1975. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Термостабільний складений діелектричний резонатор, що складається з не менш ніж двох елементів, який відрізняється тим, що діелектрична проникність матеріалу ε та лінійні розміри  кожного з елементів підібрані таким чином, щоб виконувалося співвідношення: n f f  Si  Ci  Si  C i  0 , i1 25 n - кількість елементів; і - номер елемента;  f f - чутливість резонансної частоти f до зміни діелектричної проникності матеріалу iSi  i  f i того елемента; 1  Ci   i - температурний коефіцієнт діелектричної проникності матеріалу i-того елемента; i   i f f Si   f  чутливість резонансної частоти f до зміни лінійного розміру i-того елемента; i C i  1  1 - температурний коефіцієнт лінійного розміру i-того елемента.   i  2 UA 73422 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3