《矩形谐振腔》PPT课件

《《矩形谐振腔》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、矩形谐振腔：将矩形波导两端用理想导体封闭起来矩形谐振腔中存在TEmnp模和TMmnp模本节内容：分析矩形谐振腔TEmnp模和TMmnp模的场结构、谐振频率和Q值等§4.3矩形谐振腔用途：振荡回路、谐振放大器、波长计、滤波器等第四章微波谐振器4.3.1场分量的表达式1.TEmnp模方法与讨论圆柱形谐振腔方法相似•先求出纵向场•然后利用纵向场和横向场的关系求横向场•腔内驻波由正反两行波叠加构成第四章微波谐振器§4.3矩形谐振腔行波状态下矩形波导TEmn模的纵向磁场分量两个传播方向相反的行波叠加时，场的表达式为若z=0处放一短路板，则有边界条件(4-28)带入上式可得第四章微波谐振器§4.3矩

2、形谐振腔故令(4-29)得在与z=0相距ι处再放一短路板，形成腔体，则有边界条件第四章微波谐振器§4.3矩形谐振腔则腔体内纵向磁场的表达式可写为(4-31)(4-30)带入纵向磁场的表达式，可得第四章微波谐振器§4.3矩形谐振腔横向场量可以用纵向场量求出来或者其中第四章微波谐振器§4.3矩形谐振腔具体各个场量可以写成(4-32)第四章微波谐振器§4.3矩形谐振腔下面的关系式成立不同的m,n,p对应不同的TEmnp模，m,n不能同时为零。工作于TEmnp模的矩形腔具有多谐性。第四章微波谐振器§4.3矩形谐振腔2.TMmnp模行波状态下矩形波导TMmn模的纵向电场分量两个传播方向相反的行波叠

3、加时，场的表达式为若z=0处放一短路板，则有边界条件第四章微波谐振器§4.3矩形谐振腔横向电场和纵向场的关系为于是，Ex可写成在z=0处于是Ex可写为令则第四章微波谐振器§4.3矩形谐振腔在与z=0相距ι处再放一短路板，形成腔体.所以则腔体内TMmnp模的纵向电场为则有边界条件第四章微波谐振器§4.3矩形谐振腔腔体内TMmnp模的其它场分量为(4-33)第四章微波谐振器§4.3矩形谐振腔下面的关系式成立工作于TMmnp模的矩形腔具有多谐性第四章微波谐振器§4.3矩形谐振腔4.3.2矩形谐振腔谐振频率谐振频率和波数K的关系为谐振波长和波数K的关系为对于TEmnp模和TMmnp模(4-37)

4、第四章微波谐振器§4.3矩形谐振腔1.场分量和场结构将TE模和TM模的各磁场强度分量代入定义式，可得到两种模式的固有品质因数。4.3.3矩形腔的TE101模由一般表达式可导出TE101模的场分量场分布如图4-5(4-38)第四章微波谐振器§4.3矩形谐振腔固有品质因数的一般表达式第四章微波谐振器§4.3矩形谐振腔3.固有品质因数在腔体前后壁(z=0,z=ι)的内表面上在腔体左右壁(x=0,x=a)的内表面上在腔体上下壁(y=0,y=b)的内表面上第四章微波谐振器§4.3矩形谐振腔由此得，所以TE101模的品质因数为其它几种模式的固有品质因数，求解方法一样.(4-41)第四章微波谐振器§4

5、.3矩形谐振腔4.等效电导如果已知场结构、腔体内表面材料、工作频率范围等，则可求得等效电导，以TE101模为例,已求出选取腔体上下壁中心点连线，对电场强度积分:代入场量Ey便可计算上式(4-27)第四章微波谐振器§4.3矩形谐振腔略去计算步骤，G0的最后计算结果为式中，μ和ε分别是填充介质的磁导率和介电常数(4-42)第四章微波谐振器§4.3矩形谐振腔三、举例例1第四章微波谐振器§4.3矩形谐振腔例2一矩形波导谐振腔，a=4.755cm,b=2.215cm，腔内填充介质εr=2.25,如果使谐振发生在f=5GHz，求谐振腔的长度l。解：对于主模：m=1,n=0,则p=1时，p=2时，第四

6、章微波谐振器§4.3矩形谐振腔波数：例3一矩形波导，a=4.7cm,b=2.2cm，腔内填充空气。当在位置I加一金属板，对H101模谐振；当在位置II加一金属板，对H102模谐振，这两个位置相距4.0cm。求该波导的波导波长，工作波长，相速度，相移常数，波型阻抗。第四章微波谐振器§4.3矩形谐振腔解：由：λc=2a,得工作波长λ=6.09cm由：f=c/λ=4.926GHz,得相速度vp=3.94×108相移常数：波型阻抗：第四章微波谐振器§4.3矩形谐振腔当波导波长为2cm时，在位置I,谐振器工作于什么波型?工作于H104波型当工作波长为4cm时，由该波导形成的谐振腔能否起振(位置I)

7、？所以不能起振