En hulrumsresonator er en enhed baseret på fænomenet resonans , hvor det på grund af randbetingelser er muligt at have oscillationer af god kvalitet i form af en gående eller stående bølge ved bestemte bølgelængder .
engelsk Mikrobølgehulrum
En elektromagnetisk resonator, hvor akkumulering af energi af elektromagnetiske svingninger sker i et volumen begrænset af velledende overflader. En hulrumsresonator har et spektrum af frekvenser af naturlige oscillationer og de tilsvarende oscillationstilstande ( svingningstilstande ). Hver tilstand er bestemt af sin egen struktur af elektriske og magnetiske felter. I de enkleste hulrumsresonatorer baseret på bølgeledersegmenter begrænset i enderne af ledende vægge, er der: H-type oscillationer, der har langsgående (langs bølgelederaksen z) komponenter af kun magnetfeltet H z (komponent af det elektriske felt Ez ) \u003d 0); svingninger af E-typen, der kun har langsgående komponenter Ez ( Hz =0).
Excitationen af oscillationer i hulrumsresonatorer såvel som i radiobølgeledere udføres ved hjælp af sløjfer, stifter, slots, elektronstrømme osv. Resonansresonatorer er meget udbredt i mikrobølge elektroniske enheder ( klystroner , magnetroner , etc.), mikrobølge teknologi enheder ( bølgemålere , filtre osv.). I hulrumsresonatorer, der bruges i elektroniske enheder til interaktion med elektronstrømme , bruges hovedtyperne af oscillationer oftest. I dette tilfælde identificeres hovedkarakteristikaene for hulrumsresonatoren - resonansfrekvens, kvalitetsfaktor og bølgemodstand - med egenskaberne for det ækvivalente oscillatoriske kredsløb .
Ifølge Maxwells ligninger genererer et vekslende elektrisk felt et vekslende magnetfelt og omvendt. Der er en kontinuerlig udveksling af energi mellem elektriske og magnetiske felter. Hvis et vist rumfang på nogen måde er begrænset af reflekterende vægge, der forhindrer tab af energi fra dette volumen på grund af stråling, kan elektromagnetiske svingninger exciteres i dette volumen ved bestemte bølgelængder bestemt af enhedens størrelse. Hvis en hul resonator er dannet af metalvægge, så kaldes den også ofte en lukket resonator. Volumetriske mikrobølgeresonatorer kan også fyldes med et dielektrikum. Der er også åbne dielektriske resonatorer, uden metalvægge, hvor bølgen reflekteres fra dielektriske grænser på grund af effekten af total intern reflektion - resonatorer med "hviskende galleri" tilstande . På grund af det faktum, at elektriske og magnetiske felter næsten ikke går ud over grænserne for hulrumsresonatoren, er deres kvalitetsfaktor ekstremt høj (10.000 eller mere).
I akustik bruges en hulrumsresonator til at forstærke lyd. Når en lydbølge kommer ind i resonatoren, begynder den at blive reflekteret fra dens vægge med minimale tab (se stående bølge ), som følge heraf øges lydstyrken .