Helix resonator

Ett spiralresonatorfilter för lokaloscillatorinsprutning av en VHF-mottagare. Utsikten är från botten (förkortad ände) av resonatorerna. Lokaloscillator- och RF-förstärkarkorten fästs vid botten av aggregatet och har slingor som kopplas till resonatorerna som bildar ingångs- och utgångsportarna på filtret.

En spiralresonator är en passiv elektrisk komponent som kan användas som en filterresonator .

Fysiskt sett är en spiralformad resonator en trådspiral omgiven av en fyrkantig eller cylindrisk ledande skärm. Ena änden av helixen är ansluten till skölden och den andra änden lämnas öppen (Weston, 2001, s. 660). Enheten fungerar som en koaxialresonator, men den är mycket kortare eftersom den spiralformade innerledaren minskar hastigheten för vågutbredning (Lancaster, 2006, s. 99).

Liksom kavitetsresonatorer kan spiralformade resonatorer uppnå Q-faktorer på 1000-talet. Detta beror på att hudeffekten vid höga frekvenser resulterar i att det mesta av strömmen flyter på ytan av helixen och skölden. Plätering av skärmväggarna och spiralen med material med hög konduktivitet ökar Q:et utöver det för bar koppar (Blattenberger, 1989).

Trådlängden är en fjärdedel av våglängden av intresse. Helixen är rymdlindad, gapet mellan varven är lika med diametern på tråden (Blattenberger, 1989). Om den öppna änden av spiralen är nära ändlocket på metallskärmen reduceras längden något på grund av kapacitansen mellan ledaren och skärmen (Whittaker, 2000, s. 227).

Koppling till resonatorn kan åstadkommas med en gängtråd lödd till spiralen på något avstånd från den kortslutna änden. Ingångsimpedansen varierar med avståndet från den kortslutna änden genom impedanstransformatorns verkan. Uttagspunkten är vald för att uppnå en impedansmatchning med den anslutna kretsen. Inställning av resonatorn kan uppnås genom att föra in en skruv i spiralens centrala axel (Weston, 2001, s. 660). Andra sätt för in- och utgångskoppling som används är en trådslingakoppling till magnetfältet nära den kortade änden, eller en sond som kapacitivt kopplar nära den öppna änden. Koppling mellan resonatorer i ett multiresonatorfilter uppnås ofta helt enkelt med öppningar i skärmningen mellan dem (Whittaker, 2000, s. 227).

Spiralresonatorer är väl lämpade för UHF- frekvenser från 600 MHz till 1500 MHz (Blattenberger, 1989).

Designekvationer

$Q=35.9\cdot d\cdot {\sqrt {f}}$

$Z_{o}={\frac {136190}{d\cdot f}}$

$h=1,5\cdot d$

• Q - kvalitetsfaktor (dimensionslös)
• $Z_{o}$ - resonatorkarakteristisk impedans (Ohm)
• d - genomsnittlig helixdiameter (cm)
• h - spiralens höjd (cm)
• f - frekvens (MHz)

(Blattenberger, 1989)

• Kirt Blattenberger, "Helical resonator design", RF Cafe , 1989.
•   MJ Lancaster, Passive Microwave Device Applications of High-Temperature Superconductors , Cambridge University Press, 2006 ISBN 0521034175 .
•   David Weston, Electromagnetic Compatibility: Principles and Applications , andra upplagan, CRC Press, 2001 ISBN 0824788893 .
•   Jerry C. Whitaker, The Resource Handbook of Electronics , CRC Press, 2000 ISBN 1420036866 .
•   Anatol I. Zverev, Handbook of filter synthesis , sid. 499-519, Wiley, 1967 OCLC 972252 .