第六章 微波谐振器ppt课件.ppt

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1、§6微波谐振器要求了解微波谐振器的基本参量；了解多种微波谐振器的特点；了解通过法测量谐振腔品质因数。引言微波谐振器，广泛应用于微波信号源、微波滤波器及波长计中。它相当于低频集中参数的LC谐振回路，是一种基本的微波元件。谐振腔是速调管、磁控管等微波电子管的重要组成部分。微波谐振器可由一段两端短路或两端开路的传输线段组成，电磁波在其上呈驻波分布，即电磁能量不能传输，只能来回振荡。因此微波谐振器是具有储能与选频特性的微波元件。sapphiref=12GHz，Q=5000000YIGf=26GHz，Q=104000微带谐振器同轴谐振腔矩形波导谐振腔圆柱形波导谐振腔引言a.尺寸变小

2、，储能空间小，容量低；b.损耗增加：辐射损耗、欧姆损耗及介质热损耗增大，品质因数低，频率选择性差。LC谐振器在微波频段的缺点：LC谐振器的作用谐振腔的作用低频…微波…相异点LC回路：一个振荡模式和一个谐振频率谐振腔：无限多个振荡模式和无限多个振荡频率相同点无损耗时为无功元件,有损耗时呈纯电阻性。从LC回路到谐振腔的演变过程6.1串联和并联谐振电路6.1.1串联谐振电路图6.1串联RLC谐振器及其谐振曲线(a)串联RLC电路(b)输入阻抗幅值与频率的关系曲线谐振时推导过程6.1串联和并联谐振电路6.1.2并联谐振电路图6.2并联RLC谐振器及其响应(a)并联RLC电路(

3、b)输入阻抗幅值与频率的关系曲线谐振时6.1串联和并联谐振电路推导过程6.1串联和并联谐振电路讨论6.1串联和并联谐振电路讨论6.1串联和并联谐振电路讨论谐振时半功率点时6.1串联和并联谐振电路讨论谐振器的品质因数一般表达式串联并联其他计算公式表6.16.2传输线谐振器6.2.16.2传输线谐振器6.2.26.2传输线谐振器6.2.3例题6.16.2例题6.16.3矩形波导谐振腔概述图6.6矩形谐振腔以及TE101和TE102谐振模式的电场分布矩形波导矩形腔两端短路边界条件Z=0,HZ=0;Z=d,HZ=06.3矩形波导谐振腔谐振频率TE模其中，l≠0,m、n中最多只有一

4、个为零。若b

5、矩形波导图6.9圆柱腔的谐振模式图R.E.Collin,FoundationsforMicrowaveEngineering6.4圆波导谐振腔TEnml模式的Q值TEnml模式的Q值TEnml模式的Q值TEnml模式的Q值图6.10圆柱腔各种模式的归一化Q（空气填充）FoundationsforMicrowaveEngineering一般情况Q值例题6.4圆波导谐振腔的设计－P2466.5介质谐振腔概述图6.11圆柱形介质谐振腔的几何形状原理与矩形或圆柱腔相似高介电常数成本低、尺寸小、重量轻10≤εr≤100Q高达几千6.5.1TE01δ模式的谐振频率图6.12磁壁边界

6、条件的近似和圆柱形介质谐振腔的第一个模式的Hz沿z的分布曲线（对于ρ=0）6.5.1TE01δ模式的谐振频率6.5.1TE01δ模式的谐振频率例题6.5介质谐振器的谐振频率和Q值－P2506.6谐振腔的激励概述图6.13微波谐振器的耦合：(a)微带传输线谐振器缝隙耦合到微带馈线(b)用同轴探针馈送到矩形腔谐振器(c)圆柱腔谐振器小孔耦合到矩形波导(d)介质谐振器耦合到微带馈线6.6谐振腔的激励6.6.1临界耦合图6.14串联谐振电路耦合到馈线6.6谐振腔的激励耦合系数概念图6.15耦合到串联RLC电路的Smith圆图表示g<1，欠耦合g=1，临界耦合g>1，过耦合

7、6.6谐振腔的激励耦合系数有载品质因数6.6谐振腔的激励6.6.2缝隙耦合微带谐振器<<1谐振条件6.6谐振腔的激励6.6谐振腔的激励耦合系数的计算6.6谐振腔的激励6.6.3小孔耦合空腔谐振器6.6谐振腔的激励小孔尺寸的计算双介质谐振器测量高温超导薄膜微波表面电阻谐振器测量高温超导薄膜微波表面电阻