華中科技大學(xué)微波第三章(參考版)
2025-05-17 17:50本頁(yè)面
【正文】 常用的耦合裝置有 耦合系數(shù)： k＝ 1 臨界耦合 k1 過(guò)耦合 k1 欠耦合 0LQkQ?。 167。 當(dāng)參考面處于磁場(chǎng)最強(qiáng)時(shí)，電流最大。當(dāng)參考面 處于電場(chǎng)最強(qiáng)時(shí)，電壓最大。 諧振腔的等效電路及激勵(lì)與耦合 一 . 等效電路 ①諧振腔的等效電路是對(duì)某單一振蕩模式而言，在諧振 頻率 fr附近而言。 其缺點(diǎn)：品質(zhì)因數(shù)較低。所以將電容 C稱為縮短電容，且 C值越大， l越短。 同軸線空腔諧振器 由諧振條件有 c 0inBB? ? ?? ?? ?001010101110 , 1 , 212212212 2 2 4 2 4rrrrrrrr r r r rC c t g l t g lZ C Zl t g p pCZl t g pCZtgCZl p p p? ? ???????????? ? ? ? ??????? ? ? ?? ? ? ?? ? ??? ? ? ? ? ? ? ?又167。 同軸線空腔諧振器 三 . 電容加載同軸諧振腔 由一段長(zhǎng)為 l的同軸線構(gòu)成，其外 導(dǎo)體，比內(nèi)導(dǎo)體略長(zhǎng) t。 當(dāng) l＝ λr/4時(shí)，其 Q0值為： 因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)上的原因， λ/4同 軸腔的測(cè)量精度比 λ/2同軸 腔差一點(diǎn)。 λ/4同軸腔的 固有品質(zhì)因數(shù)可以根據(jù) λ/2同軸腔的 Q0值導(dǎo)出： 0ln2/2114 l nblaQbla b a??????????????????????同軸腔的167。在長(zhǎng)為△ l的一段圓波導(dǎo)中，其波型為 TM，圓波導(dǎo)中 TM波的最低波型 TM01，其 λc＝ ，但同軸腔工作于TEM模條件，有 λminπ(a+b),即有 λmin （ λc） TM01，所以 △ l段的圓柱波導(dǎo)是截止的。421rlp??? ?167。 p＝ 0時(shí)， λr＝ 4l為最長(zhǎng)。 同軸線空腔諧振器 1 2 32 2 2 2123123 4 l ns s s sl l bH d s H d s H d s H d sa b a? ? ? ??? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?內(nèi)導(dǎo)體外表面的積 分＝ πl(wèi)/a 外導(dǎo)體內(nèi)表面的積 分＝ πl(wèi)/b 兩端短路板內(nèi)表面的積 分＝4πl(wèi)n(b/a) 20lnln2114 l nvbH dv lablaQbla b a??????????????????????????而167。 其固有品質(zhì)因數(shù) 根據(jù)磁場(chǎng)表達(dá)式來(lái)求 利用疊加法可得同軸腔內(nèi) TEM波的電場(chǎng)表達(dá)式為： 根據(jù)邊界條件①： 2 , / 2rrl lp???? 即當(dāng) 等于 或?yàn)槠湔麛?shù)倍時(shí)，腔就產(chǎn)生了諧振20 22 vtsH dvQH ds?? ??00j z j zrE a E aE e err???????0 0 0 000 0 0rmzz E E E E E E? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ?處，167。 167。 適用：米波、分米波、厘米波（小功率）低精度的波長(zhǎng)計(jì)。 優(yōu)點(diǎn)：場(chǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定，無(wú)色散，無(wú)頻率下限，工作頻帶 寬 。 矩形諧振腔 當(dāng) λ＝ 10cm， δ＝ 104cm時(shí)， Q0＝ 19300 （三）等效電導(dǎo) ? ? ? ?? ?3 3 2 20 2 2 2 222sb a l a l a lRGb a l?? ? ???167。 矩形諧振腔 在腔體前后壁（ z＝ 0， z＝ l）的內(nèi)表面上 側(cè)壁（ x=0,x=a)的內(nèi)表面上： ? ?? ?? ?2 22220 0 02224xzvva b lxzmH dv H H dvH H dx dy dzH aball????????? ? ?222221 21 sinxmaH H H xla??????????22 2212 s inzmH H H zl??????????167。 矩形諧振腔 TE101模場(chǎng)分量的表示式為： si n si nsi n c osc os si n0ymxmzmx z yaE j H x zalaH H x zl a lH H x zalE E H?? ? ??????? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ?? ? ?167。 矩形諧振腔 ① abl TM110為主模 ② alb TE101為主模 ③ lab TE101為主模 ,是矩形諧振腔的主模 3. 在尺寸一定時(shí)， TMmnp及 TE mnp的 m、 n、 p分別相同時(shí)，其λr相同，這稱為模式簡(jiǎn)并現(xiàn)象。 （ λr與介質(zhì)無(wú)關(guān)，諧振頻率 fr與介質(zhì)有關(guān)） 2. 在腔體尺寸一定時(shí)， λr最長(zhǎng)的模式稱為主?；蜃畹湍！? 矩形諧振腔 二 . 特性參數(shù) （一）諧振頻率、諧振波長(zhǎng) 2 2 22 2 22212 222rrrrrrK v vffKK v m n pfa b lvfKm n pa b l???? ????? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?167。 矩形諧振腔 其中 對(duì)于 TEmnp模， m,n不能同時(shí)為 0， p=1,2,3,… （二） TMmnp模 與 TEmnp模的求法相同，使用疊加法可以得到縱向電場(chǎng)為： 然后應(yīng)用縱向場(chǎng)法，就可以得到其余四個(gè)橫向分量表達(dá)式： 2 2 22 2 2cm n pKKa b l? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?00zzEH??s in s in c o szm m n pE E x y za b l? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?167。 矩形諧振腔 根據(jù)邊界條件①： 根據(jù)邊界條件②： 0 0 0 000 0 0z zz H H H H H? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ?處，? ?002 c o s c o s s inc o s c o s s in 2zmmmnH j H x y zabmnH x y z H j Hab????????? ? ? ??? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ?? ?
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