諧振電路和傳輸線諧振器

諧振電路和傳輸線諧振器第1頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月諧振電路串聯(lián)諧振電路：諧振器功率：其中：電阻功耗：磁場(chǎng)儲(chǔ)能：第2頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月串聯(lián)諧振電路continue1電場(chǎng)儲(chǔ)能：總功率：輸入阻抗：諧振頻率：平均電場(chǎng)儲(chǔ)能＝磁場(chǎng)儲(chǔ)能第3頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月品質(zhì)因素：在諧振頻率附近：可用來(lái)分析分布元件的等效電路。第4頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月可以將有耗諧振器當(dāng)成具有復(fù)諧振頻率的器件，令：R=0即可得到無(wú)耗等效串連諧振器的輸入阻抗：由此可得有耗諧振腔：(還原為7.1-10a)——為我們的實(shí)際測(cè)試提供了一個(gè)有效方法：一般器件損耗很小；Q可用微擾法求出：先求無(wú)耗解；再用復(fù)頻率帶入解出損耗影響：第5頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月半功率帶寬如圖（b）畫出了阻抗隨頻率變化的曲線。當(dāng)：時(shí)，傳送給電路的實(shí)功率等于諧振時(shí)功率的一半。在上邊頻于是：第6頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月并聯(lián)諧振電路并聯(lián)諧振電路如圖，輸入電抗為：諧振器功率：第7頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月其中電阻功率為：電場(chǎng)及磁場(chǎng)儲(chǔ)能分別為：復(fù)合功率為：（與串連相同）第8頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月品質(zhì)因數(shù)：由此式可見，并聯(lián)諧振電路的Q值隨R增加。在諧振點(diǎn)附近：設(shè)w＝w＋Dw則：第9頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月有載Q值和外部Q值假定諧振器無(wú)耗上式可簡(jiǎn)化為：結(jié)果與串連諧振相同。第10頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月有載Q值與外部Q值上面討論的Q值都沒涉及外部電路(無(wú)載)實(shí)際情況隨著負(fù)載接入，整個(gè)電路的Q要下降：與負(fù)載耦合后的是有載Q表示為QL(總)；所接外部負(fù)載定義的Q記為Qe：且有載Q為：第11頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月傳輸線諧振器本質(zhì)：不同長(zhǎng)度端接（O/S）TEM線類型：同軸線、帶狀線、微帶線的諧振器分析：須考慮有耗線的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)類型：l/2（S/O）l/4（O）三種。第12頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1。短路線型諧振器分析終端有耗線：設(shè)線長(zhǎng)為l=nl0/2（n＝1,2,...）一般損耗很?。杭俣ǎ海ㄖC振點(diǎn)附近）則：若第13頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1。短路線型諧振器(續(xù)一)上式中vp為相速度在諧振點(diǎn)：從而其正切：帶入阻抗表示式有：對(duì)比：第14頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1。短路線型諧振器(續(xù)二)從而可以得到等效電路參量：Q值隨傳輸線的衰減增加而減小有：第15頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例題：7。3－1有一銅制同軸線諧振器，內(nèi)外導(dǎo)體的半徑分別為1mm和4mm，諧振頻率為5GHz，試計(jì)算空氣填充和聚四氟乙烯填充時(shí)的Q值。解：銅材料：空氣填充時(shí)：第16頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例題：7。3－1（續(xù)一）聚四氟乙烯填充時(shí):（導(dǎo)體衰減明顯增加）介質(zhì)衰減：（空氣沒有的衰減）第17頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例題：7。3－1（續(xù)一）總體衰減對(duì)比：顯而易見，填充介質(zhì)的引入會(huì)增加導(dǎo)體和介質(zhì)損耗器件的Q值也隨之下降。改進(jìn)：鍍銀、采用高性能介電材料。第18頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2。p/4短路線型諧振器分析終端有耗線（圖形相同）設(shè)線長(zhǎng)為l=(2n-1)l0/4（n＝1,2,...）短路線并聯(lián)諧振器：同樣：（諧振點(diǎn)附近）一般損耗很小：假定：l=(2n-1)l0/4第19頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月則：2。p/4短路線型諧振器（續(xù)一）其余切：第20頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2。p/4短路線型諧振器(續(xù)二)帶入阻抗表示式有：對(duì)比：可知l/4長(zhǎng)度的傳輸線型諧振腔相當(dāng)于RLC并聯(lián)諧振電路。其等效電參量如下：第21頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月有：2。短路線型諧振器(續(xù)三)從而可以得到等效電路參量：Q值隨傳輸線的衰減增加而減小第22頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3。p/2開路線型諧振器分析終端有耗線（并聯(lián)諧振）設(shè)線長(zhǎng)為l=nl0/2（n＝1,2,...）開路線并聯(lián)諧振器。類似有：第23頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一般損耗很?。杭俣ǎ海ㄖC振點(diǎn)附近）l=nl0/23。p/2開路線型諧振器（續(xù)一）則：第24頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3。p/4短路線型諧振器（續(xù)一）其正切：?jiǎn)巫冸p不變

sin符號(hào)看象限

cos＋，－

＋，＋－，－

－，＋帶入阻抗表示式有：第25頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3。p/4短路線型諧振器(續(xù)二)對(duì)比：可知l/2長(zhǎng)度開路傳輸線型諧振腔相當(dāng)于RLC并聯(lián)諧振電路。其等效電參量如下：第26頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3。短路線型諧振器(續(xù)三)Q值隨傳輸線的衰減增加而減小第27頁(yè)，課件共28頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例題：7.3－2有長(zhǎng)度為l/2，50歐開路微帶線諧振器，其片厚為h=0.159cm，填充介電常數(shù)er＝2.2;損耗角正切tgd＝0.001,導(dǎo)體材料為銅，假定邊緣效應(yīng)可以忽略，諧振頻率為5GHz，試計(jì)算實(shí)際線長(zhǎng)和此諧振腔的品質(zhì)因素。