《其它微波谐振器》PPT课件

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1、螺旋谐振器上述结果适用于:同轴线谐振器、带状线谐振器、微带线谐振器。螺旋线谐振器(helixrsonator)是同轴线谐振器的变型，常用于1GHz以下频率设计。在V和U波段(4~6mm):同轴线谐振器显得尺寸相对太大，（长度太长）可将其内导体做成螺旋线螺旋线谐振器螺旋谐振器（续一）组成：一段四分之一波长的内导体为螺旋线的螺旋同轴传输线连接：一端短路(螺旋线直接与屏蔽外导体焊接)，另一端开路外形：螺旋线内导体的截面形状为圆形，屏蔽外导体截面为圆形或正方形。螺旋谐振器（续二）输入/输出：一般通过线圈上的抽头完成（对于50Q负载，抽头距焊

2、接端约1／8～1／4匝）也可用位于线圈焊接端附近的电感性环来实现，谐振器之间可以通过孔或开路端的窗口来提供耦合。螺旋谐振器（三）优点：螺旋线谐振器在V和U波段具有体积小、重量轻、Q值高(无载Q值一般2000左右)设计制作简单用途：带通和带阻滤波器、线性相移滤波器、多工器、倍频器等。螺旋谐振器分析——电磁场分布螺旋线谐振器中的场分量可用螺旋同轴线的场叠加得到。采用圆柱坐标系(r,q,z），则纵向场分量满足如下波动方程：其余场分量可由横纵关系求得（kc2=k2+b2）电磁场可由边界条件定解。螺旋谐振器分析——电磁场分布螺线导体表面切向方向

3、电场为零（r＝d/2)螺线导体表面磁场切向分量连续（r＝d/2)外导体切向电场为零（r＝D/2)螺线导体表面内外切向电场分量连续（r＝d/2)螺旋谐振器分析——电磁场分布由此可以解得:螺线和外导体之间（d/2

4、布圆形螺旋线谐振器正方形螺旋线谐振器d：0.55Db：1.5dQ：1.96D(f0)1/2总匝数N：48300/Dfo(匝)螺旋线特性阻抗Zo＝(2.49×106)／Dfo(W)H＝b＋0.5D=b+0.92dd=2S/3b=SQo=2.36S(f0)1/2N=40600/Sfo(匝)Z0=(2.03×106)/Sfo(W)H=1.6S=b+0.92d实际设计例子参见书例7.3-3;可见螺旋同轴线的器件尺寸可以减少18倍7.4金属波导谐振腔组成：两端短路的金属波导段形状：矩形、圆形波导谐振腔分析方法：驻波法求场型分析特性。1.矩形波

5、导谐振腔(rectangularwaveguidecavity)组成：长度为l两端短路的矩形波导能量：E和H能量储存在腔体内，功率损耗由腔体的金属壁与腔内填充的介质引起。连接：可用小孔、探针或环与外电路耦合讨论：无耗谐振频率微扰方法求Q值。矩形波导谐振腔——谐振频率矩形腔内的场分＝入射波场＋反射波场3.1结果：腔TE或TH模的横向电场(Ex,Ey):E(x,y,z)=Eot(x,y)[A+e-jbmnz+A－ejbmnz](7.4-1）横向场入反射波振幅传播常数：k2=w2me将z=0处的边界条件Et=0带入7.4-1有:A+=－A

6、-;在由z=l处的边界条件Et=0带入可得：e-jbmnl－ejbmnl=sinbmnl＝0bmn=pp/lp=1,2,...矩形波导谐振腔——谐振频率（续一）由此可以解得：l=pp/bmn=pplmn/(2p)=plmn/2或:腔体长度为半波长整数倍类似矩形波导，谐振腔也会有无穷多种模式TEMNP和TMMNP模式，下标mnp分别表示沿a、b、l方向的半驻波数。对应也可写出频率表示：矩形波导谐振腔——谐振频率（续二）谐振腔的波长最长的模式称为谐振器主模(dominantresonatmode)一般而言矩形腔l>a>b主模为TE101

7、实用的矩形腔模TE10P的性质TE10p的Q值：由场解表示：A＋＝－A－可写出场量：由此可以解出电场磁场的储能:电场和磁场的储能电场储能：磁场储能：电场和磁场的储能由于ZTE＝kh/b;b=b10=[k2-(pa)2]1/2于是有：带回原式可知磁场能量与电场能量相等。——与RLC谐振电路相同。微扰法求解损耗利用谐振腔表面电阻：RS=(mw/2s)和表面磁场有：由此可得：若有介质损耗（漏电）微扰法求解损耗由谐振腔品质因数定义：此式适用于任意谐振腔模式的Qd。若同时也存在介质损耗，与RLC同也有：例题7.4－1用BJ－48铜波导做成的谐振

8、腔，a=4.755cm,b=2.215cm,腔内填充聚乙烯（er=2.25,tgd=0.0004）,其谐振频率f0＝5GHz，试求腔体的长度、TE101TE102模式的Q值解：波数带入相应的公式即可得到解。P238注意：