微波諧振腔吉大通信

微波諧振腔吉大通信第1頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月

介質(zhì)諧振器5.2諧振器的激勵和耦合5.3矩形和圓柱形波導(dǎo)諧振腔5.1第2頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月諧振頻率矩形諧振腔的幾何形狀如圖4.8所示，它由一段長為d，兩端短路（z=0,d）的矩形波導(dǎo)組成。矩形諧振腔中，TE101和TE102模的電場分布5.1.1矩形波導(dǎo)諧振腔5.1矩形和圓柱形波導(dǎo)諧振腔第3頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月矩形諧振腔是一種短路波導(dǎo)型的λ/2傳輸線諧振腔。矩形腔的截止波數(shù)：矩形諧振腔的模為TEmnp或TMmnp模，下標(biāo)m,n,p相應(yīng)地為駐波圖在x,y,z方向的變化數(shù)。這時，TEmnp或TMmnp模的諧振頻率為如果b<a<d，則諧振主模（最低諧振頻率）為TE101模，它對應(yīng)一段短路波導(dǎo)長為λg/2的TE10主模。TM波的主模為TM111模。

第4頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月TE10p模的Q值不考慮介質(zhì)損耗時，導(dǎo)體壁有損耗時諧振腔的Q值為當(dāng)導(dǎo)體壁為理想時，有損介質(zhì)填充的諧振腔Q值為當(dāng)導(dǎo)體和介質(zhì)損耗都存在時，總Q值為第5頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月例題：矩形波導(dǎo)諧振腔由一段銅波導(dǎo)組成，a=4.755cm，b=2.215cm，腔內(nèi)由聚乙烯填充（），銅表面電阻Rs=1.84*10-2歐姆，如果TE10p模諧振出現(xiàn)在f=5GHz,求所需要的波導(dǎo)長度d和p=1，p=2時諧振模的總Q值。解：m=1,n=0,利用答案：

p=1時，d=2.20cm,Q=1437p=2時，d=4.40cm,Q=1518

第6頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月圓柱形諧振腔的電磁場方程圓柱形諧振腔是由兩端短路的圓柱形波導(dǎo)構(gòu)成的，如圖所示。圓柱形諧振腔5.1.2圓柱形波導(dǎo)諧振腔第7頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月圓柱形諧振腔的諧振波長及空載品質(zhì)因數(shù)（1）諧振波長λ0圓柱腔中TE模及TM模的諧振波長為：（2）空載品質(zhì)因數(shù)Q0對于TEmnp振蕩模，當(dāng)m≠0時對于TM模，當(dāng)m≠0，p≠0時當(dāng)m≠0，p=0時，，式中D=2a。第8頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月圓柱形諧振腔中常用的幾種振蕩模（1）TM010振蕩模1)TM010振蕩模的場方程式式中。

2)TM010振蕩模的場結(jié)構(gòu)圖TM010模的場結(jié)構(gòu)圖第9頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月3)主要參數(shù)λ0，Q0及其特點諧振波長λ0：空載品質(zhì)因數(shù)Q0：其中V和S分別是諧振腔的體積和內(nèi)表面面積。（2）TE011模

1)TE011振蕩模的場方程式式中，。第10頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月2)TE011模的場結(jié)構(gòu)圖TE011模的場結(jié)構(gòu)圖TE011模的重要性質(zhì)：這種腔的損耗很小，品質(zhì)因數(shù)很好。由于電流只有圓周方向的分量，故工作于該模式的波長計，活塞與腔壁之間的間隙，并不影響這種模式諧振腔的性能。3)諧振波長λ0第11頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）TE111模1)場結(jié)構(gòu)TE111模的場結(jié)構(gòu)如圖（a）所示。在腔長時，圓柱腔的最低模是TE111模。其主要用途是中等精度寬波長計，如圖(b)所示。

第12頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月2)諧振波長λ0第13頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2介質(zhì)諧振器 一個由低損耗、高相對介電常數(shù)材料制成的小圓柱體或立方體，也能用做諧振器，這種諧振器稱為介質(zhì)諧振器。介質(zhì)諧振器有很多優(yōu)點，它成本低、尺寸和重量小、很容易與平面?zhèn)鬏斁€耦合、可以調(diào)諧諧振頻率、品質(zhì)因數(shù)大，因此介質(zhì)諧振器成為射頻電路常用的器件。第14頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月

圓柱形介質(zhì)諧振器第15頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月

介質(zhì)諧振器的品質(zhì)因數(shù)可以通過諧振器存儲的能量與消耗在介質(zhì)中及輻射損耗的功率進行計算。

假如輻射損耗比較小，則品質(zhì)因數(shù)近似為式中為介質(zhì)的損耗角正切。第16頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月

微帶電路中的介質(zhì)諧振器第17頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3諧振器的激勵和耦合幾種諧振器的一些典型耦合技術(shù)如圖所示。諧振器的耦合第18頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月1臨界耦合耦合系數(shù)：

g<1，為欠耦合；

g=1，為臨界耦合；

g>1，為過耦合。第19頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月2.用縫隙耦合的微帶諧振器耦合系數(shù)為如果,則g<1，諧振器是欠耦合；如果，則g>1，諧振器是過耦合。第20頁，課件共22頁，創(chuàng)作于2023年2月3小孔耦合諧振器