01-07. Добротність резонаторів сантиметрового та міліметрового діапазонів.

Підвищення стабільності частоти генераторів СВЧ(надвисокі частоти) обмежено величиною добротності Q об'ємних резонаторів, яка залежить від активних втрат енергії в їх провідних стінках. Теоретично межа Q звичайних резонаторів 2—8·10 ³ для основного типа хвиль в сантиметровому діапазоні. Добротність може бути збільшена в 10—100 разів охолоджуванням до 15—20k за рахунок зменшення розсіяння електронів на теплових коливаннях кристалічної решітки металу. Резонатори з надпровідними стінками теоретично повинні володіти нескінченно великою добротністю через відсутність втрат в поверхневому шарі надпровідника. Насправді ж втрати існують унаслідок інерційності електронів. З іншої сторони, на дуже високих частотах (~ 10 ¹¹ гц ) , коли енергія кванта електромагнітного поля порівнянна з енергією розщеплювання надпровідних електронних пар (3,52 до T ) , втрати в надпровідному і нормальному станах стають однаковими. Тому найбільша добротність ( Q ~ 10 ¹¹ ) досягається в дециметровому діапазоні довжин хвиль. Для l = 3 см добротність надпровідних резонаторів ~ 10 ⁷ —10 ¹⁰ . За допомогою надпровідних резонаторів стабільність частоти звичайних клістронів може бути покращувана з 5×10 ^-4 до 10 ^-9 —10 ^-10 , тобто до рівня стабільності квантових стандартів частоти при збереженні всіх переваг клістронів. Надпровідні резонатори зазвичай працюють при гелієвих температурах (4,2 До). Якщо в них використовуються надпровідники 1-го роду, то їх робоча температура піднімається до 10—15 До. У сантиметровому діапазоні хвиль ненавантажених добротність прямокутного об'ємного резонатора,виконаного з міді, сягає десятків тисяч. Смуга пропускання цього резонатора досить вузька. Резонаторні методи вимірювання застосовуються в дециметровому і сантиметровому діапазонах і іноді в довгохвильовій частині міліметрового діапазону. Як правило, в дециметровому діапазоні використовуються коаксіальні резонатори, що мають у цьому діапазоні прийнятні габарити і добротність