このような銅RFキャビティは、Q> 7000になると合理的に期待できますか？

紙真空で閉じ無線周波数キャビティから衝撃推力の測定（H. Whiteら、J.推進＆パワー、11月2016は、http://dx.doi.org/10.2514/1.B36120）を指し約1.94 GHzで共振する異常な形状の銅キャビティ。これについては、以下の引用セクションで説明します。（さらに読む：https : //space.stackexchange.com/questions/tagged/emdrive）

図4は、このキャビティのQが7,000（7E + 03）を超えていることを示しています。私が知る限り、銅の内部に異常に導電性のコーティングが存在するという示唆はありません。

私の質問はQが非常に高いことです。〜GHzの共鳴銅キャビティの経験がある人は、意見に基づくことなく、経験に基づいてこれに答えることができると思います。このような銅RFキャビティは、Q> 7000になると合理的に期待できますか？

私は興味があります-50Wのドライブで、内部の電場の大きさは何ですか？kV / m？MV / m？必要に応じて、別の質問としてこれを打ち切ることができます。

構成とQに近いものの例は「はい」の基礎となり、構成に近いもの、高度に最適化された、Qにさえないものの例は「いいえ」の答えの基礎となります。

B.テスト記事

RF共鳴試験品は、大きな端の内径が27.9 cm、小さな端の内径が15.9 cm、軸の長さが22.9 cmの銅錐台です。試験品には、錐台の小径端の内面に取り付けられた外径15.6 cmの厚さ5.4 cmのポリエチレン製ディスクが含まれています。13.5 mm直径のループアンテナは、1937 MHzでTM212モードでシステムを駆動します。円錐台の共振モードの解析ソリューションはないため、TM212という用語は、軸方向に2つのノード、方位角方向に4つのノードを持つモードを表します。小さなホイップアンテナは、フェーズロックループ（PLL）システムにフィードバックを提供します。図3に、テスト記事の主要な要素のブロック図を示します。

上：図4 はこちらから。右クリックして別のウィンドウで開くと、フルサイズで明確に表示されるか、元のリンクで表示されます。

上記：「図14フォワードスラストマウント構成（ヒートシンクは、試験品とアンプの間の黒いフィン付きアイテムです）。」ここから

上：「図17は、ヌル側から装着構成、b）は図推力。」ここから

優れたマイクロ波共振空洞Qを得る秘trickは、優れた導体、滑らかな仕上げ、正確な位置合わせ、入力信号の光結合、および限られたマイクロフォニックピックアップを持つことです。

写真のデザインは、マイクロフォニックスによって制限されている可能性があるように見えます。たとえば、ファンの代わりに大きなヒートシンクを使用します。また、アライメントは本当に面倒なことのようです！

Keysight Split Cylinder ResonatorのロードQ仕様は、10 GHzで> 20,000です。共振器の半分の1つを見ると、鏡面仕上げになっていることがわかります。共振器は金メッキで、精密なダイヤモンドが回転しました。部品の外観が非常に良いため、楽器のカバーに透明なプラスチックを使用しています。キーサイトのギアでは非常に珍しいです。

誰もが興味を持っている場合のために、スプリットシリンダーレゾネーターの背景情報を以下に示します。

調整は、望遠鏡のミラーの調整方法と同様に、キネマティックマウントを使用して行われます。アライメントを維持しながら、レゾネーターの半分を前後に調整できます。測定サンプルがギャップに配置されます。サンプルは、共振器のQおよび共振周波数を変更します。これは、ネットワークアナライザとともに、サンプルの誘電率と損失の測定を可能にします。誘電体測定の精度は、高Q共振器を持つことに依存しています。

データシートの表面仕上げの詳細は次のとおりです。 「シリンダーは、0.5μmのCu、0.25μmのPdNi、および2.0μmのAuでメッキされた精密なダイヤモンドターンドAl 6061-T6です」。

完全な開示：Keysightではなく、自分で働いていますが、私は自分で話します。

$10^6$$10^{12}$

円錐台の空洞に保存されたエネルギーの計算は自明ではなく、Maxwellの方程式を使用して特定のジオメトリに対して計算された横磁場と横電場を統合する必要があります。これを行う方法はこの質問の範囲を超えていますが、ここでは、切り捨てられた球体（これとまったく同じではありませんが、十分に近い）に対する微分方程式の優れたウォークスルーおよびソリューションセットがあります。実際、そのページ全体はこのトピックに関するすばらしい記事であり、数学に汚いことに興味がある人には心からお勧めします。

簡単なもの、単純なシリンダーである共鳴空洞をやってみましょう。円錐台の完全に恐ろしい代替品ではありません、あなたは同意すると思います。

このようなキャビティのQ係数は次のとおりです。

そして、私はすでに胸焼けをしているので、私はどんなエンジニアでもやることをし、代わりにはるかに単純な近似を使用します！共振空洞には、次の大きさのQがあることを示すことができます。

$\delta$

今では、Qが7000を大きく上回り、10,000〜100,000のような単純な円筒形の空洞を銅で作成していることは明らかです。実際、7000は、写真のような空洞の場合、異常に低いようです。彼らがいる表皮の深さでは、表面の滑らかさと不完全さが懸念になるので、内部の表面品質が粗い場合、これによりQが大幅に低下する可能性があります。

とにかく、ここで尋ねられていない質問に答えるために、それはこの事がどのように推力を生成するかです......まあ、それは全くアナモラスではありません。先ほどリンクした記事で見られるように、それは熱の不均一な放射による予想推力に対して正確に正しい大きさのようです。これは推力を生み出し、真空で動作します。残念ながら、相対性理論では、パワーあたりの推力にかなり憂慮すべき制限が適用されます。

このドライブは、1キロワットあたりのマイクロニュートン以上を生成することはありません。これは、宇宙推進の最も非効率的で非実用的な手段であり、反作用質量または無力です。そして、それは良くならないでしょう。少なくとも、それは私が描いた結論ですが、間違っていると証明されるのが大好きです。