長(zhǎng)春理工微波與天線(xiàn)-期末考點(diǎn)-微波元件

第四章微波元件2023/10/1112023/10/112引言微波元件分類(lèi)傳輸線(xiàn)類(lèi)型波導(dǎo)型、同軸型、微帶型功能連接元件、終端元件、匹配元件、衰減元件、相移元件、功分元件、波型變換元件、濾波元件等變換性質(zhì)互易元件、非互易元件和非線(xiàn)性元件等2023/10/113微波元器件2023/10/114終端負(fù)載元件短路負(fù)載匹配負(fù)載失陪負(fù)載微波連接元件波導(dǎo)接頭衰減器、移相器、轉(zhuǎn)換接頭匹配元件螺釘調(diào)配器多階梯阻抗變換器漸變型阻抗變換器2023/10/1154.1連接匹配元件連接匹配元件的要求連接處接觸電阻盡可能小連接處的縫隙不能產(chǎn)生微波泄漏工作頻帶寬安裝、拆裝方便2023/10/116盡量減少插入損耗?。∫?、終接元件----傳輸線(xiàn)終端所接的元件單端口網(wǎng)絡(luò)匹配負(fù)載將所有的電磁能量全部吸收而無(wú)反射ρ=1,Γ=0短路器將所有的電磁能量全部反射ρ=∞,Γ=12023/10/117（1）短路負(fù)載短路負(fù)載------短路器作用----將電磁能量全部反射回去產(chǎn)生駐波分布的元件終端開(kāi)路終端短路純電抗元件2023/10/118向外輻射能量，不能形成純駐波無(wú)損耗的純電抗負(fù)載幾乎沒(méi)有最容易實(shí)現(xiàn)

短路負(fù)載短路器分類(lèi)固定短路器（短路片）可調(diào)短路器（短路活塞）固定短路器將傳輸線(xiàn)完全短路特點(diǎn)對(duì)于任何頻率的電磁波，反射系數(shù)

都恒等于

1短路面的位置不能移動(dòng)2023/10/119短路負(fù)載可調(diào)短路器-----短路活塞特點(diǎn)在特定的微波頻率范圍內(nèi)，反射系數(shù)

約等于

1短路面的位置可以移動(dòng)設(shè)計(jì)短路活塞的基本原則盡可能多地反射微波功率輻射損耗，吸收損耗都應(yīng)盡量小工作頻帶盡量寬電接觸良好，移動(dòng)平滑，磨損小傳輸大功率時(shí)保證接觸處不發(fā)生打火現(xiàn)象2023/10/1110

短路負(fù)載可調(diào)短路器：短路活塞分類(lèi)：接觸式和扼流式接觸式短路活塞與傳輸線(xiàn)內(nèi)壁有良好的電接觸并能平滑移動(dòng)2023/10/1111接觸過(guò)緊——活塞移動(dòng)困難接觸過(guò)松——增加輻射損耗甚至造成接觸點(diǎn)打火彈性材料-----鈹青銅，磷青銅短路活塞-----扼流式2023/10/1112特點(diǎn)：損耗小

駐波比可以大于100頻帶較窄,一般只有10%-15%的帶寬同軸S型扼流短路活塞，它具有寬帶特性。有效短路面不在活塞和系統(tǒng)內(nèi)壁直接接觸處，位于向波源方向移動(dòng)的距離可調(diào)短路器-----短路活塞優(yōu)點(diǎn)無(wú)機(jī)械接觸，無(wú)磨損電性能穩(wěn)定交流短路，直流開(kāi)路，可以通過(guò)它來(lái)為微波腔體內(nèi)的有源器件提供直流偏置缺點(diǎn)工作頻帶窄機(jī)械加工難度較大，不適于在微波高頻段使用2023/10/1113（2）匹配元件2023/10/1114匹配元件全匹配負(fù)載作用------在傳輸系統(tǒng)中建立行波狀態(tài)（）要求較寬的工作頻帶輸入駐波比小一定的功率容量2023/10/1115匹配元件匹配負(fù)載是由吸收材料和匹配段構(gòu)成根據(jù)吸收材料的幾何形狀面吸收式：用于小功率微波系統(tǒng)體吸收式：用于大功率微波系統(tǒng)根據(jù)吸收材料的種類(lèi)固體：金屬電阻膜，碳化硅，羥基鐵液體：水測(cè)試實(shí)驗(yàn)表明，水負(fù)載的駐波比為

<1.05~1.20，能承受數(shù)百至幾十千瓦的平均功率，是良好的微波匹配負(fù)載。2023/10/1116匹配元件設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)微波匹配負(fù)載的基本原則

端口在盡量寬的頻帶內(nèi)保持阻抗匹配，要求吸收材料的邊界緩慢過(guò)渡。采用功率容量大的吸收材料，吸收材料盡量放置在強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)2023/10/1117匹配元件匹配負(fù)載的主要技術(shù)指標(biāo)功率容量功率容量為數(shù)百毫瓦以下的匹配負(fù)載為小功率匹配負(fù)載工作帶寬相對(duì)帶寬>10％的屬于寬帶匹配負(fù)載帶內(nèi)駐波比

為1.05~1.20是比較好的匹配負(fù)載，相當(dāng)于99.998％~99.2％的入射功率被負(fù)載吸收2023/10/1118常用的匹配負(fù)載2023/10/11192023/10/1120小功率同軸線(xiàn)匹配負(fù)載的應(yīng)用

儀器、設(shè)備校準(zhǔn)匹配負(fù)載的應(yīng)用2023/10/1121微波元器件的閑置端口都必須配置匹配負(fù)載。右圖為波導(dǎo)型定向耦合器，其4端口配置了一個(gè)小功率匹配負(fù)載。1234142023/10/1122微波元器件的閑置端口都必須配置匹配負(fù)載。右圖為微帶線(xiàn)型耦合器，其4端口配置了一個(gè)50歐姆的匹配負(fù)載。盡管從理論上講4端口是沒(méi)有輸出的。（3）失配負(fù)載2023/10/1123二、微波連接元件連接元件接頭：把相同傳輸線(xiàn)連接在一起的裝置轉(zhuǎn)接元件：把不同類(lèi)型傳輸線(xiàn)連接在一起的裝置接頭連接點(diǎn)接觸可靠;輸入駐波比盡可能小<1.2;工作頻帶要寬;無(wú)泄漏結(jié)構(gòu)要牢靠，裝拆方便，容易加工等2023/10/1124常用射頻/微波接頭2023/10/1125波導(dǎo)接頭接頭（法蘭盤(pán)）2023/10/1126平接頭機(jī)械加工要求高抗流接頭真正短路抗流法蘭盤(pán)2023/10/11272023/10/1128圖5–4波導(dǎo)扭轉(zhuǎn)與彎曲元件(a)波導(dǎo)扭轉(zhuǎn)（b）E面彎曲（c）H面彎曲扭轉(zhuǎn)元件：當(dāng)需要改變電磁波的極化方向而不改變其傳輸方向時(shí);彎曲元件：當(dāng)需要改變電磁波的方向時(shí)，可用波導(dǎo)彎曲。為了使反射最小,扭轉(zhuǎn)長(zhǎng)度應(yīng)為(2n+1)λ/4,E面波導(dǎo)彎曲的曲率半徑應(yīng)滿(mǎn)足R≥1.5b,H面彎曲的曲率半徑應(yīng)滿(mǎn)足R≥1.5a。

扭轉(zhuǎn)與彎曲元件轉(zhuǎn)換接頭（1）轉(zhuǎn)接元件-----將不同類(lèi)型傳輸線(xiàn)或元件連接阻抗匹配模式的變換同軸線(xiàn)―波導(dǎo)轉(zhuǎn)接器內(nèi)導(dǎo)體插入深度h偏心距d短路活塞位置l2023/10/1129轉(zhuǎn)換接頭（2）波導(dǎo)―微帶轉(zhuǎn)接器2023/10/1130波導(dǎo)(Ze=400-500Ω)微帶線(xiàn)(Z0=50Ω)中間加脊波導(dǎo)過(guò)渡段實(shí)現(xiàn)阻抗匹配轉(zhuǎn)換接頭（3）同軸線(xiàn)―微帶轉(zhuǎn)接器2023/10/1131同軸線(xiàn)內(nèi)導(dǎo)體直徑的選取

與微帶線(xiàn)的特性阻抗有關(guān)通常使內(nèi)導(dǎo)體直徑等于微帶線(xiàn)中心導(dǎo)帶寬度轉(zhuǎn)換接頭（4）矩形波導(dǎo)―圓波導(dǎo)模式變換器大多采用波導(dǎo)橫截面的逐漸變化來(lái)達(dá)到模式的變換2023/10/1132

衰減器和移相器

二端口網(wǎng)絡(luò)衰減器作用：對(duì)通過(guò)它的微波能量產(chǎn)生衰減移相器作用：對(duì)通過(guò)它的微波信號(hào)產(chǎn)生一定的相移，但能量無(wú)衰減2023/10/1133衰減器分類(lèi)按是否可調(diào)分固定衰減器可變衰減器按工作原理分吸收衰減器截止衰減器極化衰減器2023/10/1134吸收式衰減器工作原理在波導(dǎo)內(nèi)放入與電場(chǎng)方向平行的吸收片，當(dāng)微波能量通過(guò)吸收片時(shí)，將吸收一部分能量而產(chǎn)生衰減2023/10/1135同軸衰減器截止式衰減器的工作原理在傳輸線(xiàn)中插入一小段橫向尺寸較小的傳輸線(xiàn)段，使電磁波在這一小段傳輸線(xiàn)內(nèi)處在截止?fàn)顟B(tài)下傳輸，即電磁波經(jīng)過(guò)這段傳輸線(xiàn)后微波能量很快衰減，控制截止傳輸線(xiàn)的長(zhǎng)度，就可以調(diào)節(jié)衰減量的大小2023/10/1136可調(diào)衰減器移相器移相器對(duì)電磁波只產(chǎn)生一定的相移的微波元件，是一個(gè)無(wú)反射、無(wú)衰減的二端口網(wǎng)絡(luò)原理相移量常用的移相器：介質(zhì)移相器2023/10/1137改變相位的方法改變l或改變

p阻抗調(diào)配器和阻抗變換器

在微波系統(tǒng)中經(jīng)常會(huì)遇到反射問(wèn)題負(fù)載阻抗與傳輸線(xiàn)的特性阻抗不相等相同類(lèi)型而不同特性阻抗的傳輸線(xiàn)相連接不同類(lèi)型的傳輸線(xiàn)相連接傳輸線(xiàn)中接入一些必要的器件反射波的影響使負(fù)載得不到最大功率功率容量和效率都會(huì)降低在大功率時(shí)還會(huì)出現(xiàn)打火現(xiàn)象在微波測(cè)量系統(tǒng)中又會(huì)影響測(cè)量精度2023/10/1138消除反射波阻抗調(diào)配器和阻抗變換器匹配方法插入可調(diào)的電抗元件或阻抗變換元件，產(chǎn)生新的反射波來(lái)抵消原來(lái)的反射波，達(dá)到匹配阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)阻抗調(diào)配器元件參數(shù)可調(diào)，采用Smith圓圖來(lái)確定阻抗調(diào)配網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)電抗元件的參數(shù)阻抗變換器利用網(wǎng)絡(luò)綜合法,設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足一定技術(shù)指標(biāo)的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò),一旦根據(jù)需要設(shè)計(jì)好以后,不能任意改變2023/10/1139阻抗調(diào)配器和阻抗變換器阻抗調(diào)配器分支調(diào)配器電納調(diào)節(jié)范圍：-∞~+∞單支節(jié)調(diào)配器、雙支節(jié)調(diào)配器、三支節(jié)調(diào)配器用于雙線(xiàn)，同軸線(xiàn)螺釘調(diào)配器調(diào)節(jié)范圍：0~+∞單螺釘、雙螺釘、三螺釘、四螺釘用于波導(dǎo)2023/10/1140阻抗調(diào)配器和阻抗變換器阻抗變換器單節(jié)阻抗變換器-----/4阻抗變換器缺點(diǎn)：頻帶窄Z1、Z3差距大時(shí)，尺寸突變大，不連續(xù)電容大2023/10/1141多節(jié)λ/4階梯阻抗變換器n節(jié)有（n+1）個(gè)階梯，產(chǎn)生（n+1）個(gè)反射波到輸入端，產(chǎn)生疊加效果，在某些頻率上全部（部分）抵消，形成匹配在較寬的頻帶內(nèi)有較小的反射系數(shù)2023/10/1142階梯級(jí)數(shù)越多，頻帶越寬！漸變線(xiàn)阻抗變換器漸變線(xiàn)，是指其特性阻抗按一定規(guī)律平滑地由一條傳輸線(xiàn)的特性阻抗過(guò)渡到另一條傳輸線(xiàn)的特性阻抗2023/10/1143曲線(xiàn)類(lèi)型：指數(shù)型、三角函數(shù)型、切比雪夫型。特點(diǎn)：工作頻帶無(wú)上限??！螺釘調(diào)配器2023/10/1144電感，易擊穿串聯(lián)諧振電容

不同螺釘?shù)母叨鹊刃Р煌碾娍乖?yīng)用于低功率微波裝置中，特點(diǎn)：頻帶窄！4.2功率分配器波導(dǎo)分支器E-TH-T分支雙T魔T定向耦合器雙孔定向耦合器雙分支定向耦合器功率分配器2路微帶功率分配器

環(huán)形電橋2023/10/11452023/10/1146E-T分支H-T分支1.波導(dǎo)分支器-----功分器、功率合成器E—T分支E—T分支（總與反相聯(lián)系）2023/10/11471、口輸入，、均有輸出2、口輸入，、均有輸出3、口輸入，、等幅反相輸出4、、等幅同相輸入，口無(wú)輸出5、、等幅反相輸入，口輸出最大H—T分支H—T分支（總與同相聯(lián)系）2023/10/11481、口輸入，、均有輸出2、口輸入，、均有輸出3、口輸入，、等幅同相輸出3、、等幅同相輸入，口輸出最大4、、等幅反相輸入，口無(wú)輸出H—T分支2023/10/1149功率合成（分配）器E—T分支口輸入，、等幅反相輸出（分路）、等幅反相輸入，口輸出最大（合成）H—T分支口輸入，、等幅同相輸出（分路）、等幅同相輸入，口輸出最大（合成）2023/10/1150波導(dǎo)型定向耦合器通過(guò)在主副波導(dǎo)的公共壁上的耦合孔來(lái)實(shí)現(xiàn)副波導(dǎo)各端口的輸出功率的大小，決定于耦合孔的大小、形狀和位置2023/10/1151（b）多孔定向耦合器（a）寬壁斜交單孔耦合器（c）十字孔定向耦合器雙T和魔T雙T：將具有共同對(duì)稱(chēng)面的E―T接頭和H―T接頭組合起來(lái)、平分臂，、隔離臂2023/10/1152雙T性質(zhì)

（1）口輸入，、等幅反相輸出，口輸出為0

（2）口輸入，、等幅同相輸出，口輸出為0

（3）、等幅同相輸入，口無(wú)輸出，口有輸出（4）、等幅反相輸入，口有輸出，口無(wú)輸出雙T2023/10/1153雙T散射矩陣可逆無(wú)耗四端口網(wǎng)絡(luò)（互易、對(duì)稱(chēng)）2023/10/1154魔T（匹配雙T）匹配特性在理想情況下，四個(gè)端口完全匹配只要

、

口匹配，、口一定匹配隔離特性當(dāng)、口具有隔離特性時(shí)S34=S43=0

則

、

口也具有隔離特性S12=S21=0平分特性：當(dāng)信號(hào)由

口輸入時(shí)，則反相等分給

、

口S13=-S23當(dāng)信號(hào)由

口輸入時(shí)，則同相等分給

、

口S14=S24

當(dāng)信號(hào)由

口輸入時(shí)，則同相等分給、口S31=S41當(dāng)信號(hào)由

口輸入時(shí)，則反相等分給、口S32=-S422023/10/11552023/10/1156魔T的散射矩陣-----理想的3dB定向耦合器2.定向耦合器應(yīng)用監(jiān)視功率、頻率、頻譜功率分配、合成混頻器、測(cè)量電橋測(cè)量反射波2023/10/1157定向耦合器是一種具有定向傳輸特性的四端口元件,它是由耦合裝置聯(lián)系在一起的兩對(duì)傳輸系統(tǒng)構(gòu)成的。定向耦合器-----分類(lèi)2023/10/11582023/10/1159（a）微帶分支定向耦合器（b）波導(dǎo)單孔定向耦合器（c）平行耦合線(xiàn)定向耦合器（d）波導(dǎo)匹配雙T（e）波導(dǎo)多孔定向耦合器（f）微帶混合環(huán)2023/10/11604端口隔離端口2端口直通端口1

端口輸入端口3端口耦合端口2023/10/11612023/10/1162yy’xx’定向耦合器的結(jié)構(gòu)與散射矩陣端口“①”為輸入端端口“②”為直通輸出端

端口“③”為耦合輸出端

端口“④”為隔離端散射矩陣為：2023/10/1163定向耦合器的網(wǎng)絡(luò)分析a.互易：Sij=Sji,則網(wǎng)絡(luò)化為：

b.對(duì)稱(chēng)，且關(guān)于xx’和yy’對(duì)稱(chēng)：

Sii=Sjj,S12=S34,S13=S24,S14=S232023/10/1164c.負(fù)載匹配：Sii=Sjj=0,則網(wǎng)絡(luò)化為：

d.無(wú)耗：S+S=I,則：對(duì)于正向定向耦合器，4端口為隔離輸出端，則S14=0。2023/10/1165如，要求2、3端輸出的信號(hào)等幅，相差90°則S矩陣為：定向耦合器的技術(shù)指標(biāo)耦合度C輸入端口的輸入功率P1和耦合端口的輸出功率P3之比的分貝數(shù)2023/10/1166可逆四端口網(wǎng)絡(luò)耦合度越大耦合越弱定向性D耦合端口和隔離端口的輸出功率之比的分貝數(shù)來(lái)表示定向耦合器的定向傳輸性能，稱(chēng)為定向性DD愈大,隔離端口輸出愈小,定向性愈好2023/10/1167輸入駐波比ρ將定向耦合器除輸入端口外,其余各端口均接上匹配負(fù)載時(shí),輸入端的駐波比即為定向耦合器的輸入駐波比。工作頻帶寬度滿(mǎn)足定向耦合器指標(biāo)要求的頻率范圍2023/10/1168波導(dǎo)雙孔定向耦合器2023/10/1169兩孔間距：端口“①”入射TE10波，入射波振幅歸一化為1。第一個(gè)小孔耦合到副波導(dǎo)中的波為u-41=q和u-31=q,q為小孔耦合系數(shù)。2、第二個(gè)小孔處耦合到副波導(dǎo)處的波分別為：

u-42=qe-jβd和u-32=qe-jβd2023/10/11703、端口“③”輸出合成出射波為：u-3=u-31e-jβd+u-32=2qe-jβd

4、端口“④”輸出合成的出射波為u-4=u-41+u-42e-jβd=q(1+e-j2βd)=2qcosβde-jβd

5、波導(dǎo)雙孔定向耦合器的耦合度為定向度為：工作在中心頻率時(shí),D→∞;當(dāng)偏離中心頻率時(shí),D不再為無(wú)窮大，窄帶??！雙分支定向耦合器①和③端口反向，反向定向耦合器②和③端口的輸出信號(hào)相位差90°,故又稱(chēng)為90°反向定向耦合器2023/10/11712023/10/1172①輸入,A→B→CA→D→C，路程相同C點(diǎn)相加③有輸出①輸入，A→DA→B→C→D兩路路程差為λp0/2相位差為π④口無(wú)輸出3.功率分配器2023/10/1173

將一路微波功率按一定比例分成n路輸出的功率元件稱(chēng)為功率分配器。等功率分配器和不等功率分配器大功率往往采用同軸線(xiàn)，中小功率常采用微帶線(xiàn)

功率分配器2023/10/1174

(1)兩路微帶功率分配器兩路微帶功率分配器的平面結(jié)構(gòu)如圖所示,其中輸入端口特性阻抗為Z0,分成的兩段微帶線(xiàn)電長(zhǎng)度為λg/4,特性阻抗分別是Z02和Z03,終端分別接有電阻R2和R3。2023/10/1175

①端口“①”無(wú)反射;②端口“②、③”輸出電壓相等且同相;③端口“②、③”輸出功率比值為任意指定值,設(shè)為根據(jù)以上三條有功率分配器的基本要求如下:

2023/10/1176由傳輸線(xiàn)理論有2023/10/1177

實(shí)際，

在“②、③”端跨接電阻Rj,既不影響功率分配器性能,又可增加隔離度。于是實(shí)際功率分配器平面結(jié)構(gòu)如圖5-20所示,其中Z04、Z05及Rj

由以下公式確定:2023/10/1178圖5-20實(shí)際功率分配器平面結(jié)構(gòu)圖微帶環(huán)形電橋2023/10/1179圖5–21微帶環(huán)形電橋結(jié)構(gòu)工作原理：1）1端入，2、4出等幅同相，3無(wú)輸出2）2端入，1、3出等幅反相，4無(wú)輸出3）3端入，2、4出等幅反相，1無(wú)輸出4）4端入，1、3出等幅同相，2無(wú)輸出綜合：相鄰端有輸出，對(duì)角端無(wú)輸出2023/10/1180

設(shè)環(huán)路各段歸一化特性導(dǎo)納分別為a、b、c,而四個(gè)分支的歸一化特性導(dǎo)納為1。則滿(mǎn)足上述端口輸入輸出條件下,各環(huán)路段的歸一化特性導(dǎo)納為而對(duì)應(yīng)的散射矩陣為4.3微波諧振器微波諧振器微波系統(tǒng)中常用的重要元件具有儲(chǔ)能與選頻特性的微波元件應(yīng)用微波信號(hào)源、微波濾波器及波長(zhǎng)計(jì)、速調(diào)管、磁控管等微波電子管的重要組成部分微波加熱器--------微波爐構(gòu)成由一段兩端短路或兩端開(kāi)路的傳輸線(xiàn)段組成低損耗介質(zhì)塊2023/10/11812023/10/1182圖5–25各種微波諧振器微波諧振器-------簡(jiǎn)介2023/10/11832a圓波導(dǎo)在圓波導(dǎo)兩端用導(dǎo)體短路可構(gòu)成微波圓柱諧振腔2a2b同軸線(xiàn)在同軸線(xiàn)兩端用抗流活塞或低通濾波器短路可構(gòu)成微波同軸諧振腔2a=11mm，h=8mmf0=4.2GHz，C波段2a=4mm，h=3.5mmf0=12GHz，Ku波段分類(lèi)傳輸線(xiàn)型諧振器----兩端被開(kāi)路或短路的傳輸線(xiàn)矩形諧振器圓柱諧振器同軸諧振器帶狀線(xiàn)諧振器微帶諧振器開(kāi)放式諧振腔非傳輸線(xiàn)型諧振器----特殊形狀諧振器速調(diào)管磁控管行波管2023/10/1184微波源rr導(dǎo)體板的尺度遠(yuǎn)大于微波波長(zhǎng)LC諧振回路在高頻的局限性頻率升高，損耗急劇增加，品質(zhì)因數(shù)大大降低，選頻特性變差；頻率升高，電感器和電容器制作困難2023/10/11852023/10/1186圖5–26微波諧振器的演化過(guò)程與LC諧振回路的相似之處2023/10/1187與LC諧振回路的區(qū)別能量分布LC諧振回路：電場(chǎng)能量C

，磁場(chǎng)能量L

微波諧振器：電場(chǎng)能量和磁場(chǎng)能量是空間分布的諧振頻率LC諧振回路：唯一諧振頻率f0

微波諧振器：無(wú)限多個(gè)諧振頻率

f0品質(zhì)因數(shù)微波諧振器集中較多的能量，損耗較小，因此它的品質(zhì)因數(shù)遠(yuǎn)大于LC集中參數(shù)回路的品質(zhì)因數(shù)2023/10/1188微波諧振器的基本參量三個(gè)基本參量諧振頻率f0(或諧振波長(zhǎng)

0)品質(zhì)因數(shù)Q0等效電導(dǎo)G0諧振頻率f0諧振器中某個(gè)模式的場(chǎng)發(fā)生諧振的頻率諧振頻率可采用電納法分析諧振時(shí),諧振器內(nèi)電場(chǎng)能量和磁場(chǎng)能量自行彼此轉(zhuǎn)換,故諧振器內(nèi)總的電納為零2023/10/1189諧振頻率諧振頻率f0等效電路，將所有的等效電納歸算到同一個(gè)參考面上2023/10/1190f0諧振頻率2023/10/1191諧振頻率由振蕩模式、腔體尺寸以及腔中填充介質(zhì)(μ,ε)所確定；在諧振器尺寸一定的情況下,與振蕩模式相對(duì)應(yīng)有無(wú)窮多個(gè)諧振頻率。結(jié)論品質(zhì)因素品質(zhì)因素Q0描寫(xiě)諧振器的選擇性的優(yōu)劣和能量損耗的大小2023/10/1192品質(zhì)因素Q0諧振時(shí),電磁場(chǎng)的總儲(chǔ)能為諧振器的損耗導(dǎo)體損耗介質(zhì)損耗輻射損耗2023/10/1193封閉腔=0無(wú)介質(zhì)損耗壁電流的熱損耗無(wú)載品質(zhì)因數(shù)描述了諧振腔儲(chǔ)能和諧振腔本身耗能的情況有載品質(zhì)因數(shù)描述了諧振腔儲(chǔ)能和諧振腔及其耦合裝置的耗能情況2023/10/1194外界負(fù)載吸收的功率2023/10/1195結(jié)論:

①，應(yīng)選擇諧振器形狀使其大;②因諧振器線(xiàn)尺寸與工作波長(zhǎng)成正比即V∝,S∝,故有Q0∝,由于δ僅為幾微米,對(duì)厘米波段的諧振器,其Q0值將在104-105量級(jí)。

∝同軸線(xiàn)諧振腔同軸線(xiàn)諧振腔利用同軸線(xiàn)中的駐波振蕩構(gòu)成的諧振腔同軸線(xiàn)單模傳輸條件優(yōu)點(diǎn)振蕩模式最簡(jiǎn)單工作穩(wěn)定工作頻帶寬2023/10/1196同軸諧振腔的種類(lèi)λ/4同軸腔λ/2同軸腔電容加載同軸腔

/2型同軸諧振腔由兩端短路（或開(kāi)路）的一段同軸線(xiàn)構(gòu)成2023/10/1197當(dāng)腔的長(zhǎng)度一定時(shí)每對(duì)應(yīng)一個(gè)n值就有一個(gè)諧振波長(zhǎng),即對(duì)應(yīng)于一種模式

/2型同軸諧振腔的品質(zhì)因數(shù)2023/10/1198(D/d)=3.6時(shí)，同軸腔的品質(zhì)因數(shù)Q0達(dá)最大λ/4同軸腔將同軸線(xiàn)一端短路,另一端開(kāi)路諧振時(shí),從參考面T

看進(jìn)去的導(dǎo)納為零2023/10/1199λ/4同軸腔的品質(zhì)因數(shù)實(shí)際應(yīng)用中，延長(zhǎng)外導(dǎo)體長(zhǎng)度，成為一截止圓波導(dǎo)，避免開(kāi)路端向外輻射2023/10/11100(D/d)=3.6時(shí)，同軸腔的品質(zhì)因數(shù)Q0達(dá)最大電容加載同軸腔一端短路,另一端的內(nèi)導(dǎo)體的端面與外導(dǎo)體的短路面之間形成一個(gè)集中電容由參考面T向右和向左看的電納分別為2023/10/11101電容加載同軸腔將縫隙電場(chǎng)近似看作均勻分布，則式中C可按平板電容公式計(jì)算特點(diǎn)加載電容腔的長(zhǎng)度總小于

/4損耗大，Q值低2023/10/11102矩形諧振腔構(gòu)成在矩形波導(dǎo)上相距為l的兩處位置上用理想導(dǎo)體短路，就構(gòu)成了矩形諧振腔振蕩模式及其場(chǎng)分布矩形波導(dǎo)TE模和TM模諧振腔TEmnp和TMmnp，下標(biāo)mn和p分別表示場(chǎng)分量沿波導(dǎo)寬壁,窄壁和長(zhǎng)度上變化的半駐波數(shù)2023/10/11103矩形諧振腔最低振蕩模TE101諧振波長(zhǎng)諧振條件與λ/2同軸腔相同,但由于波導(dǎo)中傳輸?shù)牟ㄊ巧⒉?故波長(zhǎng)應(yīng)指波導(dǎo)波長(zhǎng)λp2023/10/11104所有諧振腔矩形諧振腔諧振波長(zhǎng)TE101模的諧振波長(zhǎng)相同m、n及p的TE振蕩模和TM振蕩模的諧振波長(zhǎng)相等,故TE振蕩模和TM振蕩模互為簡(jiǎn)并模2023/10/11105矩形諧振腔簡(jiǎn)并模若：a=b=l，則H101，H011，E110是簡(jiǎn)并模式簡(jiǎn)并模式的特點(diǎn)就是它們具有相同的諧振頻率和不同的電磁場(chǎng)空間分布結(jié)構(gòu)應(yīng)用------微波爐，加熱器、干燥器獲得較均勻的加熱效果2023/10/111064.4微波濾波器微波濾波器分類(lèi)按功能低通（LPF）高通（HPF）帶通（BPF）帶阻（BSF）按衰減頻率特性響應(yīng)最大平坦式切比雪夫式橢圓函數(shù)式2023/10/11107微波濾波器的主要技術(shù)指標(biāo)工作頻率:濾波器的通帶頻率范圍,有兩種定義方式：3dB帶寬插損帶寬通帶內(nèi)允許的最大插入衰減LAr(dB)阻帶內(nèi)允許的最小衰減LAs(dB)及相應(yīng)的阻帶頻率fs帶內(nèi)波紋2023/10/11108微波濾波器的衰減特性2023/10/11109微波濾波器的衰減特性2023/10/111102023/10/11111微波濾波器的設(shè)計(jì)方法經(jīng)典方法：即低通原型綜合法先由衰減特性綜合出低通原型再進(jìn)行頻率變換最后用微波結(jié)構(gòu)實(shí)