Un rezonator cu cavitate este un dispozitiv bazat pe fenomenul de rezonanță , în care, din cauza condițiilor la limită, este posibil să existe oscilații de bună calitate sub forma unei unde de călătorie sau staționare la anumite lungimi de undă .
Engleză Cavitatea cuptorului cu microunde
Un rezonator electromagnetic în care acumularea de energie a oscilațiilor electromagnetice are loc într-un volum limitat de suprafețe bine conducătoare. Un rezonator cu cavitate are un spectru de frecvențe de oscilații naturale și moduri de oscilații corespunzătoare ( moduri de oscilații). Fiecare mod este determinat de propria sa structură de câmpuri electrice și magnetice. În cele mai simple rezonatoare cu cavitate bazate pe segmente de ghid de undă limitate la capete de pereți conductivi, există: Oscilații de tip H care au componente longitudinale (de-a lungul axei ghidului de undă z) doar ale câmpului magnetic H z (componentă a câmpului electric E z ). \u003d 0); oscilații de tip E, având componente longitudinale doar E z (H z =0).
Excitarea oscilațiilor în rezonatoarele cu cavitate, precum și în ghidurile de undă radio , se realizează folosind bucle, pini, sloturi, fluxuri de electroni etc. Rezonatoarele rezonante sunt utilizate pe scară largă în dispozitivele electronice cu microunde ( klystrons , magnetroni etc.), dispozitive cu tehnologie cu microunde ( undămetre , filtre etc.). În rezonatoarele cu cavitate utilizate în dispozitivele electronice pentru interacțiunea cu fluxurile de electroni , sunt cele mai des utilizate principalele tipuri de oscilații. În acest caz, principalele caracteristici ale rezonatorului cu cavitate - frecvența de rezonanță, factorul de calitate și rezistența undei - sunt identificate cu caracteristicile circuitului oscilator echivalent .
Conform ecuațiilor lui Maxwell , un câmp electric alternativ generează un câmp magnetic alternativ și invers. Există un schimb continuu de energie între câmpurile electrice și magnetice. Daca in vreun fel un anumit volum de spatiu este limitat de pereti reflectorizanti care impiedica pierderea energiei din acest volum din cauza radiatiei, atunci oscilatiile electromagnetice pot fi excitate in acest volum la anumite lungimi de unda determinate de marimea dispozitivului. Dacă un rezonator gol este format din pereți metalici, atunci este adesea numit și rezonator închis. Rezonatoarele volumetrice cu microunde pot fi, de asemenea, umplute cu un dielectric. Există și rezonatoare dielectrice deschise, fără pereți metalici, în care unda este reflectată de la limitele dielectricului datorită efectului de reflexie internă totală - rezonatoare cu moduri „galerie șoaptă” . Datorită faptului că câmpurile electrice și magnetice aproape nu depășesc limitele rezonatorului cavității, factorul lor de calitate este extrem de ridicat (10.000 sau mai mult).
În acustică, un rezonator cu cavitate este folosit pentru a amplifica sunetul. Când o undă sonoră intră în rezonator, aceasta începe să fie reflectată de pereții săi cu pierderi minime (vezi unda staționară ), în urma căreia puterea sunetului crește.