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1、第三章第三章 微波谐振腔微波谐振腔3.1 概述3.2 微波谐振器的主要参数3.3 圆柱谐振腔3.4 矩形谐振腔3.5 同轴线空腔谐振器3.6 谐振腔的等效电路及激励与耦合华中科技大学微波第三章3.13.1概述概述低频电路中常用集总元件的低频电路中常用集总元件的LCLC振振荡回路作为谐振电路荡回路作为谐振电路LC串联LCCLLC并联谐振回路的作用LC正弦波振荡器放大器中用作调谐回路滤波电路华中科技大学微波第三章3.13.1概述概述一一.为什么在微波波段不能为什么在微波波段不能使用集总参数使用集总参数LCLC谐振回谐振回 路？路？1. 1.2. 2. 当电路尺寸与微波波长可以相比拟时，就会产生能量
2、的辐射，当电路尺寸与微波波长可以相比拟时，就会产生能量的辐射，波长越短辐射越严重，故辐射损耗大。另外，由于此时趋肤波长越短辐射越严重，故辐射损耗大。另外，由于此时趋肤效应严重，故欧姆损耗大，而且介质损耗大。因此，在频率效应严重，故欧姆损耗大，而且介质损耗大。因此，在频率较高的微波波段，集总较高的微波波段，集总LCLC谐振回路储能小，损耗大，导致谐振回路储能小，损耗大，导致Q Q值小到不能用。值小到不能用。 华中科技大学微波第三章3.13.1概述概述二二.微波谐振器的分类微波谐振器的分类1. 1. 传输线型谐振器：由一段两端开路或短路的传输线构成，传输线型谐振器：由一段两端开路或短路的传输线构成
3、，如矩形波导谐振器、圆波导谐振器、同轴线谐振器。它们如矩形波导谐振器、圆波导谐振器、同轴线谐振器。它们也称为谐振腔。也称为谐振腔。 2. 2. 非传输线型谐振腔：特殊形状的空腔谐振器。主要用于各非传输线型谐振腔：特殊形状的空腔谐振器。主要用于各种各样的微波电子管中，如速调管，磁控管等，作为这些种各样的微波电子管中，如速调管，磁控管等，作为这些微波电子管的腔体。微波电子管的腔体。传输线型微带线型（半开放）波导型同轴线型介质型华中科技大学微波第三章3.13.1概述概述低低频频L LC C回回路路如如何何演演变变成成微微波波谐谐振振腔腔？低频LC回路增大平板电容的距离,减小C减少电感线圈匝数,减小L
4、用多个单匝线圈并联,进一步减小L并联线圈增加到无限多便得到圆柱形空腔谐振器电场磁场?华中科技大学微波第三章3.13.1概述概述n n微波谐振腔的优点微波谐振腔的优点1. 1. 因为是封闭的因为是封闭的, , 所以损耗小所以损耗小, ,没有辐射损耗。没有辐射损耗。2. 2. 空腔无需填介质空腔无需填介质, ,没有介质损耗。没有介质损耗。3. 3. 金属表面增大，集肤效应减小，金属表面增大，集肤效应减小，Q Q值高，谐振阻抗大值高，谐振阻抗大 理论上可以证明，当谐振器无损耗，无能量泄漏时，在谐理论上可以证明，当谐振器无损耗，无能量泄漏时，在谐振频率上腔内的电储能或磁储能也达到最大，且等于总储振频率
5、上腔内的电储能或磁储能也达到最大，且等于总储能，而谐振腔内的电磁场成为驻波场。能，而谐振腔内的电磁场成为驻波场。华中科技大学微波第三章3.13.1概述概述三三.微波谐振器与微波谐振器与LCLC谐振回路的相同和相异点谐振回路的相同和相异点 在在f f0 0（谐振频率）（谐振频率）WWemaxemaxWWmmaxmmax 且当且当WWe e0 0时，时，WWmmWWmmaxmmax ； 当当WWmm0 0时，时，WWe eWWemaxemax 微波谐振器与微波谐振器与LCLC谐振器回路的物理实质上相同，但是他谐振器回路的物理实质上相同，但是他们主要有们主要有3 3点不同：点不同： 1. LC 1.
6、 LC回路为集总参数电路，微波谐振器时属于分布参数电回路为集总参数电路，微波谐振器时属于分布参数电路。所以路。所以LCLC回路能量只分布在回路能量只分布在L L、C C上，而微波谐振器的上，而微波谐振器的能量分布在整个腔体中。能量分布在整个腔体中。 2. LC 2. LC回路在回路在L L及及C C一定时，只有一个谐振频率，而微波谐一定时，只有一个谐振频率，而微波谐振器有无限多个谐振频率，这称为微波谐振器的多谐性。振器有无限多个谐振频率，这称为微波谐振器的多谐性。 3. 3. 微波谐振腔储能多，损耗小。故微波谐振器品质因数很微波谐振腔储能多，损耗小。故微波谐振器品质因数很高，比高，比LCLC回
7、路的回路的Q Q值高很多。值高很多。华中科技大学微波第三章3.13.1概述概述微波谐振器的分析方法：微波谐振器的分析方法：1.1.场解法：在一定的初始条件和边界条件下解波动方程。场解法：在一定的初始条件和边界条件下解波动方程。（几何形状简单）（几何形状简单）2.2.场的叠加法：将谐振腔看作两端短路的传输线。场的叠加法：将谐振腔看作两端短路的传输线。将谐振腔中的场在满足边界将谐振腔中的场在满足边界条件的情况下，条件的情况下，由入射波和反射波的叠加来由入射波和反射波的叠加来求得。求得。所以可以直接利用前几章得所以可以直接利用前几章得出的相应波导出的相应波导和传输线的有关公式。和传输线的有关公式。（
8、传输线型谐振腔）（传输线型谐振腔）华中科技大学微波第三章3.2 微波谐振器的主要参数微波谐振器的主要参数微波谐振器的主要参数有：微波谐振器的主要参数有：谐振频率谐振频率f fr r（或谐振波长（或谐振波长 r r），品质因数，谐振电导。），品质因数，谐振电导。一一. . 谐振频率谐振频率 谐振波长谐振波长 r r是谐振频率是谐振频率f fr r时的工作波长，也就是时的工作波长，也就是f fr r时的时的 TEMTEM波在腔体中填充为均匀介质中的波长。波在腔体中填充为均匀介质中的波长。 （一）场解法（一）场解法 对已知形状、尺寸与填充介质的腔体，根据边界条件对波对已知形状、尺寸与填充介质的腔体，
9、根据边界条件对波动方程求解，得到一系列本征值动方程求解，得到一系列本征值K fK fr r。（简谐场）。（简谐场） 假设：假设： 金属空腔谐振器内表面为理想导体金属空腔谐振器内表面为理想导体 介质为均匀无耗简单介质介质为均匀无耗简单介质华中科技大学微波第三章3.2 微波谐振器的主要参数微波谐振器的主要参数金属腔内金属腔内E E和和H H是在满足边界条件是在满足边界条件的情况下，波动方程：的情况下，波动方程：的解。的解。 可以证明：同时满足两组方程的可以证明：同时满足两组方程的K K只能是一系列离散的值。只能是一系列离散的值。记为记为华中科技大学微波第三章3.2 微波谐振器的主要参数微波谐振器的
10、主要参数（二）相位法（二）相位法 根据电磁波在谐振腔内来回反射，入射波与反射波相叠加根据电磁波在谐振腔内来回反射，入射波与反射波相叠加时的相位关系，求谐振频率（传输线类型谐振器）时的相位关系，求谐振频率（传输线类型谐振器） 将谐振器视为一段两端接有纯电抗性负载（包括开路与短将谐振器视为一段两端接有纯电抗性负载（包括开路与短路）路）Z Z1 1和和Z Z2 2的传输线，即线两端全反射的传输线，即线两端全反射 腔体内为纯驻波场行波场来回反射相叠加形成腔体内为纯驻波场行波场来回反射相叠加形成 谐振条件：谐振腔内任一点，行波场同相叠加，相位差为谐振条件：谐振腔内任一点，行波场同相叠加，相位差为2 2
11、的整数倍，即谐振。的整数倍，即谐振。 因为谐振器内某点经反射后的相位变化为：因为谐振器内某点经反射后的相位变化为： 则谐振条件为：则谐振条件为：华中科技大学微波第三章3.2 微波谐振器的主要参数微波谐振器的主要参数 对于无色散波对于无色散波对于色散波对于色散波所以当谐振腔的形状、几何尺寸和填充介质给定后，所以当谐振腔的形状、几何尺寸和填充介质给定后，可以有许多（无穷多个）模可以使之谐振。可以有许多（无穷多个）模可以使之谐振。对应着许多不同的谐振频率对应着许多不同的谐振频率多谐性。多谐性。华中科技大学微波第三章3.2 微波谐振器的主要参数微波谐振器的主要参数二二.品质因数品质因数（一）固有品质因
12、数（一）固有品质因数谐振器不与任何外电路相连接（空载）时的品质因谐振器不与任何外电路相连接（空载）时的品质因数。数。固有品质因数的定义为谐振时：固有品质因数的定义为谐振时： Q Q0 0：表征谐振器的损耗的大小、频率选择性的强弱、工作：表征谐振器的损耗的大小、频率选择性的强弱、工作稳定度的三个重要参数。稳定度的三个重要参数。华中科技大学微波第三章3.2 微波谐振器的主要参数微波谐振器的主要参数微波谐振腔的微波谐振腔的Q0:Q0:几千几万之间，比集总几千几万之间，比集总LCLC回路高很多回路高很多谐振腔的总储能为：谐振腔的总储能为：华中科技大学微波第三章3.2 微波谐振器的主要参数微波谐振器的主
13、要参数谐振器的平均损耗主要由导体损耗引起谐振器的平均损耗主要由导体损耗引起, , 设导体表面电设导体表面电阻为阻为R RS S, , 则有则有 式中式中, H, Ht t为导体内壁切向磁场，而为导体内壁切向磁场，而J JS S=nH=nHt t, n, n为法向矢量。为法向矢量。 于是有：于是有：华中科技大学微波第三章3.2 微波谐振器的主要参数微波谐振器的主要参数 因此只要求得谐振器内场分布因此只要求得谐振器内场分布, , 以及知道工作频率范围、以及知道工作频率范围、腔体形状、尺寸和材料即可求得品质因数腔体形状、尺寸和材料即可求得品质因数Q Q0 0。华中科技大学微波第三章3.2 微波谐振器
14、的主要参数微波谐振器的主要参数 为粗略估计谐振器内的为粗略估计谐振器内的Q Q0 0值，大致看出值，大致看出Q Q0 0与与V V、S S之间的之间的关系，可以令：关系，可以令： 这样就得到：这样就得到： 当工作模式一定的时候当工作模式一定的时候 为一常数，用为一常数，用2A2A表示。表示。 华中科技大学微波第三章3.2 微波谐振器的主要参数微波谐振器的主要参数 则则可见可见: : Q Q0 0 V/S V/S， 应选择谐振器形状使其应选择谐振器形状使其V/SV/S大大; ; 因因谐谐振振器器尺尺寸寸与与工工作作波波长长成成正正比比即即 , , , 故故有有 ,由由于于仅仅为为几几微微米米,对
15、对厘厘米波段的米波段的谐振器谐振器, ,其其Q Q0 0值将在值将在10104 410105 5量级。量级。（二）有载品质因数（二）有载品质因数 谐谐振振器器带带上上负负载载时时腔腔体体的的品品质质因因数数。有有载载品品质质因因数数的的定定义义式为：式为：华中科技大学微波第三章3.2 微波谐振器的主要参数微波谐振器的主要参数 W W 总储能；总储能；P Pi i 腔本身的损耗功率；腔本身的损耗功率；P Pc c 外外 界负载上损耗的功率；界负载上损耗的功率；P PL L 一周期内总的损耗功率一周期内总的损耗功率 Qc Qc：耦合品质因数：耦合品质因数 耦合系数耦合系数k k：腔体与外界负载之间
16、的耦合程度。：腔体与外界负载之间的耦合程度。 华中科技大学微波第三章3.2 微波谐振器的主要参数微波谐振器的主要参数三三. . 等效电导等效电导 等效电导等效电导G G0 0是表征谐振器功率损耗特性的参量。是表征谐振器功率损耗特性的参量。 为了方便，实际谐振腔在某单一谐振模式的某谐振频率附为了方便，实际谐振腔在某单一谐振模式的某谐振频率附近，常等效为近，常等效为LCLC回路。回路。 注意：图中注意：图中L L、C C和和G G0 0并非真实电容、电并非真实电容、电 感和电导，只是抽象的等效参数。因为感和电导，只是抽象的等效参数。因为 谐振腔是一个分布参数系统，集总电容、谐振腔是一个分布参数系统
17、，集总电容、 电感没有确切的物理意义。电感没有确切的物理意义。 对于图示的并联回路，损耗功率对于图示的并联回路，损耗功率P P为为 华中科技大学微波第三章3.2 微波谐振器的主要参数微波谐振器的主要参数 其中其中P P根据前面等式得根据前面等式得 U Umm为等效电压幅值，由于在腔体中电压无意义，故可人为为等效电压幅值，由于在腔体中电压无意义，故可人为规定在腔体中规定在腔体中a a、b b两点，定义两点，定义 一般通过实验方法确定一般通过实验方法确定G G0 0 华中科技大学微波第三章3.3 圆柱谐振腔圆柱谐振腔圆柱谐振腔具有较高的品质因数，调谐方便圆柱谐振腔具有较高的品质因数，调谐方便结构坚
18、固、易于加工，制作。结构坚固、易于加工，制作。属于传输线型谐振腔属于传输线型谐振腔可以看作两端可以看作两端短路的一段圆波导。短路的一段圆波导。要了解圆柱谐振腔的工作特性，就需要知道要了解圆柱谐振腔的工作特性，就需要知道圆柱腔内各种谐振模式的场结构：圆柱腔内各种谐振模式的场结构：给定边界条件下求波动方程的解；给定边界条件下求波动方程的解；叠加法叠加法把腔内的场看作是电磁波在腔的两个端面之把腔内的场看作是电磁波在腔的两个端面之间来回的反射相叠加，利用圆波导场结构表达式。间来回的反射相叠加，利用圆波导场结构表达式。P P：沿腔体纵向（：沿腔体纵向（z z轴）场量变化的半周期的个数轴）场量变化的半周期
19、的个数 华中科技大学微波第三章3.3 圆柱谐振腔圆柱谐振腔一一.场分量表达式场分量表达式（一）（一）TETEmnpmnp振荡模式振荡模式 将腔内的场视为两个方向相反的行波的叠加：将腔内的场视为两个方向相反的行波的叠加： 根据边界条件根据边界条件：华中科技大学微波第三章3.3 圆柱谐振腔圆柱谐振腔再根据边界条件再根据边界条件：可见：可见：1. 1. 谐振腔的谐振腔的H Hz z在在(r,(r,z),z)方向均呈驻波状态方向均呈驻波状态 2. 2. 相位常数相位常数必须满足必须满足p p/l/l. .再根据再根据华中科技大学微波第三章3.3 圆柱谐振腔圆柱谐振腔得到圆柱谐振腔中的电磁场的四个横向场
20、分量的表达式：得到圆柱谐振腔中的电磁场的四个横向场分量的表达式：其中其中华中科技大学微波第三章3.3 圆柱谐振腔圆柱谐振腔对于对于TETEmnpmnp模，模，mm0,1,2,3, n=1,2,3,p=1,2,3,0,1,2,3, n=1,2,3,p=1,2,3,( (二二)TM)TMmnpmnp振荡模式振荡模式类似的方法可以得到圆柱谐振腔内类似的方法可以得到圆柱谐振腔内TMTMmnpmnp振荡模式的纵向分量：振荡模式的纵向分量：类似也可以得到类似也可以得到TMTMmnpmnp振荡模式的横向分量为：振荡模式的横向分量为：华中科技大学微波第三章3.3 圆柱谐振腔圆柱谐振腔 其中其中 对于对于TMT
21、Mmnpmnp振荡模，振荡模，mm0,1,2,3, n=1,2,3,p=0,1,2,3,0,1,2,3, n=1,2,3,p=0,1,2,3,华中科技大学微波第三章3.3 圆柱谐振腔圆柱谐振腔二二.谐振频率和波型图谐振频率和波型图（一）谐振频率（一）谐振频率华中科技大学微波第三章3.3 圆柱谐振腔圆柱谐振腔如果用如果用X Xmnmn来代替上式中的来代替上式中的 和和 ，则圆柱谐振腔中的，则圆柱谐振腔中的谐振波长谐振波长 可以写成一个公式：可以写成一个公式：华中科技大学微波第三章3.3 圆柱谐振腔圆柱谐振腔（二）波型图（二）波型图 实际的工程设计中，为了更清楚的得到圆柱谐振腔的谐振实际的工程设计
22、中，为了更清楚的得到圆柱谐振腔的谐振频率随谐振模式和腔体尺寸的变化关系，把频率随谐振模式和腔体尺寸的变化关系，把f fr r与与D D、l l的关的关系绘成曲线图，称为波型图。系绘成曲线图，称为波型图。从上面关系式可以看出，对于给定的模式，从上面关系式可以看出，对于给定的模式， 与与 的关系在波型图上是一直线，斜率为的关系在波型图上是一直线，斜率为 ，截距为，截距为华中科技大学微波第三章3.3 圆柱谐振腔圆柱谐振腔当介质为空气时，有当介质为空气时，有华中科技大学微波第三章3.3 圆柱谐振腔圆柱谐振腔即可以根据即可以根据f f、Q Q 谐振波型、谐振波型、D D、l l也可以根据也可以根据D D
23、、l l 谐振波型、谐振波型、f f以及确定干扰波型以及确定干扰波型工作方块工作方块工作方块工作方块：以选定工作波型的调谐曲线为对角线，最小、最：以选定工作波型的调谐曲线为对角线，最小、最大的大的 值与对应的值与对应的 确定的矩形区域。确定的矩形区域。利用工作方块保证单模工作，避免干扰波型：利用工作方块保证单模工作，避免干扰波型：自干扰型：相同自干扰型：相同mm、n n，不同，不同p p 相同截距，不同斜率，相同截距，不同斜率， 与工作波型耦合最强，务必不使其落入工作方块内与工作波型耦合最强，务必不使其落入工作方块内一般干扰型：相同一般干扰型：相同p p，不同，不同mm、n n 不同截距，相同
24、斜率，会不同截距，相同斜率，会 导致一个以上的谐振频率。导致一个以上的谐振频率。交叉型：交叉型：mm、n n、p p完全不同完全不同 场结构完全不同。场结构完全不同。简并型：曲线完全重合，简并型：曲线完全重合，f fr r完全相同，但场结构完全不同，容易完全相同，但场结构完全不同，容易抑制。抑制。华中科技大学微波第三章3.3 圆柱谐振腔圆柱谐振腔1. 1. 圆柱腔存在多谐性圆柱腔存在多谐性2. R2. R、l l一定时，谐振波长一定时，谐振波长rr最长的模为主模。最长的模为主模。 当当l2.1Rl2.1R时，时，TETE111111为主模为主模 当当l2.1Rl2.1Rl2.1R时，为圆柱谐振
25、腔的主模时，为圆柱谐振腔的主模 故在故在rr一定时，腔体尺寸较小。一定时，腔体尺寸较小。 Q Q值不高（约为值不高（约为TETE011011一半左右），而且存在极化简并一半左右），而且存在极化简并华中科技大学微波第三章3.3 圆柱谐振腔圆柱谐振腔（三）（三）TMTM010010 TM TM010010场分量表达式为场分量表达式为式中的式中的 可见圆柱腔中的模式只有可见圆柱腔中的模式只有E E z z和和H H 分量，而且沿分量，而且沿z z和和 方向方向无变化。无变化。华中科技大学微波第三章3.3 圆柱谐振腔圆柱谐振腔 当当l2.1Rlbl TMabl TM110110为主模为主模alb TE
26、alb TE101101为主模为主模lab TElab TE101101为主模为主模, ,是矩形谐振腔的主模是矩形谐振腔的主模3. 3. 在尺寸一定时，在尺寸一定时，TMTMmnpmnp及及TE TE mnpmnp的的mm、n n、p p分别相同时，其分别相同时，其rr相同，这称为模式简并现象。相同，这称为模式简并现象。（二）固有品质因数（二）固有品质因数 以以TETE101101模为例模为例 华中科技大学微波第三章3.4 矩形谐振腔矩形谐振腔TETE101101模场分量的表示式为：模场分量的表示式为： 华中科技大学微波第三章3.4 矩形谐振腔矩形谐振腔其场结构如图所示：其场结构如图所示：固有
27、品质因数固有品质因数Q Q0 0的表示式为：的表示式为：华中科技大学微波第三章3.4 矩形谐振腔矩形谐振腔 在腔体前后壁（在腔体前后壁（z z0 0，z zl l）的内表面上）的内表面上 侧壁（侧壁（x=0,x=a)x=0,x=a)的内表面上：的内表面上：华中科技大学微波第三章3.4 矩形谐振腔矩形谐振腔腔体上、下两个壁的内表面上（腔体上、下两个壁的内表面上（y y0 0，y yb b）内表面上）内表面上华中科技大学微波第三章3.4 矩形谐振腔矩形谐振腔当当 10cm10cm， 1.22101.2210-4-4cmcm时，时，Q Q0 01930019300（三）等效电导（三）等效电导 华中科
28、技大学微波第三章3.5 同轴线空腔谐振器同轴线空腔谐振器同轴腔由一段长为同轴腔由一段长为l l的同轴线构成，其振荡模式为的同轴线构成，其振荡模式为TEMTEM模。模。优点：场结构简单、稳定，无色散，无频率下限，工作频带优点：场结构简单、稳定，无色散，无频率下限，工作频带 宽宽 。缺点：固有品质因数缺点：固有品质因数Q Q值比较低，损耗大，故工作频率不能值比较低，损耗大，故工作频率不能 太高。太高。适用：米波、分米波、厘米波（小功率）低精度的波长计。适用：米波、分米波、厘米波（小功率）低精度的波长计。一一. . /2/2同轴腔同轴腔 由一段长为由一段长为l= pl= pr/2r/2的两端短路的的
29、两端短路的同轴线的构成。同轴线的构成。 华中科技大学微波第三章3.5 同轴线空腔谐振器同轴线空腔谐振器因此常把这种腔称为二分之一波长型同轴线谐振腔。因此常把这种腔称为二分之一波长型同轴线谐振腔。其固有品质因数其固有品质因数 根据磁场表达式来求根据磁场表达式来求利用叠加法可得同轴腔内利用叠加法可得同轴腔内TEMTEM波的电场表达式为：波的电场表达式为：根据边界条件根据边界条件：华中科技大学微波第三章3.5 同轴线空腔谐振器同轴线空腔谐振器根据边界条件根据边界条件：根据根据华中科技大学微波第三章3.5 同轴线空腔谐振器同轴线空腔谐振器内导体外表面的积分l/a外导体内表面的积分l/b两端短路板内表面
30、的积分4ln(b/a)华中科技大学微波第三章3.5 同轴线空腔谐振器同轴线空腔谐振器二二. . /4/4同轴腔同轴腔 由一段长为由一段长为l l(2p+1) (2p+1) r/4r/4的同轴线的同轴线 一端短路，另一端开路构成。一端短路，另一端开路构成。 p p0 0时，时， rr4l4l为最长。为最长。 华中科技大学微波第三章3.5 同轴线空腔谐振器同轴线空腔谐振器n n 为了避免场的能量从开口端泄漏，一般将外导体作成比内导为了避免场的能量从开口端泄漏，一般将外导体作成比内导体要长体要长l l。在长为。在长为l l的一段圆波导中，其波型为的一段圆波导中，其波型为TMTM，圆波，圆波导中导中T
31、MTM波的最低波型波的最低波型TMTM0101，其，其 c c2.61a2.61a，但同轴腔工作于，但同轴腔工作于TEMTEM模条件，有模条件，有 minmin (a+b),(a+b),即有即有 minmin （ c c）TMTM0101，所以，所以 l l段的圆柱波导是截止的。当段的圆柱波导是截止的。当l l足够长，可以用金属盖封闭足够长，可以用金属盖封闭开口端，对清洁、能量泄漏都有好处。开口端，对清洁、能量泄漏都有好处。 /4/4同轴腔的固有品质因数可以根据同轴腔的固有品质因数可以根据/2/2同轴腔的同轴腔的Q Q0 0值导出：值导出： 华中科技大学微波第三章3.5 同轴线空腔谐振器同轴线
32、空腔谐振器 /4/4同轴腔比同轴腔比/2/2同轴腔少一个短路板，所以两端短路板上同轴腔少一个短路板，所以两端短路板上的损耗只有的损耗只有/2/2同轴腔上损耗功率的一半。同轴腔上损耗功率的一半。 当当l l r/4 r/4时，其时，其Q Q0 0值为：值为： 因为结构上的原因，因为结构上的原因， /4 /4同同 轴腔的测量精度比轴腔的测量精度比/2/2同轴同轴 腔差一点。腔差一点。华中科技大学微波第三章3.5 同轴线空腔谐振器同轴线空腔谐振器三三. . 电容加载同轴谐振腔电容加载同轴谐振腔 由一段长为由一段长为l l的同轴线构成，其外的同轴线构成，其外 导体，比内导体略长导体，比内导体略长t t
33、。 画出画出AAAA截面处等效电路，由截面处等效电路，由AAAA截截 面向左的输入导纳面向左的输入导纳Y Yinin为：为： 由由AAAA截面向右的导纳截面向右的导纳Y Yc c为：为：华中科技大学微波第三章3.5 同轴线空腔谐振器同轴线空腔谐振器由谐振条件有由谐振条件有华中科技大学微波第三章3.5 同轴线空腔谐振器同轴线空腔谐振器 可见此同轴腔的长度小于具有相同谐振频率的可见此同轴腔的长度小于具有相同谐振频率的/4/4同轴腔同轴腔的长度。所以将电容的长度。所以将电容C C称为缩短电容，且称为缩短电容，且C C值越大，值越大，l l越短。越短。 其优点：体积较小，工作频带宽。其优点：体积较小，
34、工作频带宽。 其缺点：品质因数较低。其缺点：品质因数较低。华中科技大学微波第三章3.63.6谐振腔的等效电路及激励与耦合谐振腔的等效电路及激励与耦合一一. . 等效电路等效电路 谐振腔的等效电路是对某单一振荡模式而言，在谐振谐振腔的等效电路是对某单一振荡模式而言，在谐振 频率频率f fr r附近而言。附近而言。 等效电路的参考面的选择。当参考面等效电路的参考面的选择。当参考面 处于电场最强时，电压最大。等效电处于电场最强时，电压最大。等效电 路为路为LCLC并联谐振回路。并联谐振回路。 当参考面处于磁场最强时，电流最大。等效电路为当参考面处于磁场最强时，电流最大。等效电路为LCLC 串联谐振回路。串联谐振回路。华中科技大学微波第三章
