第七章其它微波谐振器课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《第七章其它微波谐振器课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第七 其它 微波 谐振器 课件
- 资源描述:
-
1、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。输入/输出:一般通过线圈上的抽头完成 (对于50Q负载,抽头距焊接端约 1814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。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2 000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。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,
2、z),则纵向场分量满足如下波动方程:211()0zczErkHrrrrf禳轾镲抖镲犏+=睚犏镲抖臌镲铪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。电磁场分布 螺线导体表面切向方向电场为零(rd/2)螺线导体表面磁场切向分量连续(rd/2)外导体切向电场为零(rD/2)螺线导体表面内外切向电场分量连续(rd/2)1212/2/2/2/2;zzrdrdrdrdEEEEff=22/2/20;0zrDrDEEf=11cossin0zEEfff+=1122cossincossinzzHHHHffffff+=+电磁场分布由此可以解得:螺线和外导体之间(d/2rD/2)7.3-1
3、5的场解。(较复杂,含第一第二类贝塞尔函数)在螺旋线内部(rab 主模为TE101TE10p的Q值:由场解表示:AA可写出场量:000sinsinsincoscoscosyyTEzxp zEEaljExp zHZalj Exp zHk aalppppppph=-=由此可以解出电场磁场的储能:电场和磁场的储能电场和磁场的储能22221 cos()1 cos()*0042200416p xxalaleyyVEbE ablWE Edxdzppeee-=蝌电场储能:磁场储能:222221 cos()1 cos()*0422200221 cos()1 cos()022222002222200022222
4、22()441()161616p xxalp xxalalhxxzzVTEalTETEEbWH EH E dVdxdzZEbdxdzkaEbalEblbalEZkaZa kppppmmpmhmpmmphh-+-=+=+=+=+蝌蝌电场和磁场的储能电场和磁场的储能由于ZTEkh/b;bb10=k2-(pa)21/2于是有:1022222222222/11TEaZa kkbppehhhm-+=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。利用谐振腔表面电阻:RS=(/2s)和表面磁场有:22222200002200220222(0)2(0)22(0)(0)()8balbscxzyxzy
5、laxzzxp abp aslbllalaRPHzdxdyHxdydzHyHydzdxRElh=+=+=+=+蝌蝌蝌由此可得:32332332()12(22)eeccsWkal bQPRp a bblp a lalwhp=+若有介质损耗(漏电)22*01228dVVablEPJ E dvE dvwewe=蝌v v由谐振腔品质因数定义:021eddWQPtgweed=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:111cdQQQ=+例题例题7.41 用用BJ48铜波导做成的谐振腔,铜波导做成的谐振腔,a=4.755cm,b=2.215cm,腔内填充聚乙烯(腔内填充聚乙烯(
6、r=2.25,tgd d=0.0004),其谐振频率其谐振频率f05GHz,试求腔,试求腔体的长度、体的长度、TE101TE102模式的模式的Q值值解:波数0100222157.08()rpffkmvcpeppl-=带入相应的公式即可得到解。P238注意:Q Qe Qc的关系【结构】由两端短路的圆柱波导组成【特点】横向场与圆柱波导的场解相同分布图也相同。【分析方法】与矩形波导类似,由附加引入的短路导体边界z=0和z=l入手此处Hz=0可得 纵向场:()()12sin()cossincoszmnmczHmA Jk rCzCzEmbb10/0,1,.mnCplpbpsin()sincoszmnpm
7、czHmpHJk rzEmlp于是:由纵横关系7.4-17 可得出7.4-18,19【结论】圆柱形谐振腔可以支持无穷多TE和TM模式当谐振时:l=plg/2波导波长用与矩形波导完全相同的推导方法可以解出谐振频率。【对比】将矩形波导的横向部分的参数(a、b)一起换成mn/a(TE)mn/a(TM)即可可将谐振频率(式7.424)绘制成曲线图,得谐振模式图7.4-4(modechart)。由此图可确定在什么频率范围和2al尺寸下只有单个谐振模式工作(简并的两个模的谐振频率相同)由图可见,当(2al)在23之间,对应的(2af)2在16.3X10820.4X108之间的频率范围内(图中所示虚线长方形
8、框内),只有只有TE011和和TM111模式能谐振若设法不让TM111模式激励(起振),则在此频率范围内调谐时,就只有TE011模式工作,不会出现由其它模式引起的寄生谐振。【Q值和功率】类似于矩形波导,将腔内的场解带入能量计算公式算出 总能量W2We(7.4-25)腔内损耗Pc(7.4-26)再由Q的定义求出。(7.4-27/28)与圆形波导相对应,也有三个基本实用模式:TE111、TM010和 TE011:TE111:当l 2.1a时为主模2222111111.84122rrcpcpfalalmppp ep e骣骣骣骣鼢鼢珑珑=+=+鼢鼢珑珑鼢鼢鼢鼢珑珑桫桫桫桫可见谐振频率与长度l有关可以通
9、过调节活塞的位置微调谐振频率。(活塞波长计)【缺点】容易出现极化兼并 TM010:当l2.1a时为主模220101002.405222 a 2 405rrccfalampp ep elp骣骣=+=桫桫/.2.62a可见此模式与谐振腔的长度无关,不易调节。TE011:高Q2222010113.83222rrccfalalmppp ep e骣骣骣骣鼢珑=+=+鼢珑鼢鼢 珑桫桫桫桫可见此模式与谐振腔的长度有关,由于谐振频率分辨率与Q有关可用于作频率计。【缺点】非主模,需选择耦合方式。Q值比较322220111111122211111 1/(/)2 (2/)(/)(/)/(12/)a lQa la l
10、a la llmmpdp mppm-+=+-0010102(1/)Qa llmdp=+32220010112201(/)2 (2/)(/)a lQa la llmpdp mp+=+可以在给定的频率下作出a/l的变化图。Q011最大。例7.4-2 Q值对比带入公式计算即可。75介质谐振器【组成】介质谐振器(dielectricresonator)小段长度为l的圆形、矩形或环形介质波导制成(损耗低、高高Q的、对温度稳定)【特点】体积小、Q值高、成本低、易与MIC集成【结构】常放在波导内或微带线基片上。【谐振频率、模式】取决于其几何尺寸及其周围环境。【主要指标】r、Q和温度系数hf+谐振频率f【分析
展开阅读全文