谐振器就是指产生谐振频率的电子元件,常用的分为石英晶体谐振器和陶瓷谐振器.起产生频率的作用,具有稳 定,抗干扰性能良好的特点,广泛应用于各种电子产品中,石英晶体谐振器的频率精度要高于陶瓷谐振器,但成本也比陶瓷谐振器高。谐振器重要起频率控制的作 用,所有电子产品涉及频率的发射和接收都需要谐振器。谐振器的类型按照外形可以分为直插式和贴片式两中。
最基本的谐振器件是介质谐振器。要想了解介质谐振器的工作原理首先要了解与。
一、金属波导的一般特性传输或的途径可分为两类,一类是在或中的传播,另一类是电磁波沿波导系统的传播。人类最初应用的电磁波导波系统是双线传输线,双线传输线主要用在频率较低的场合,当使用频率逐步提高时,双线传输线的传输损耗以及辐射损耗急剧的增加,为了克服损 耗,采用了同轴线结构。但是同轴线中所采用的模式仍然是TEM 模,必须有内外两根导体,到了频率更高时内导体的损耗变得很严重。在微波频段即分米波段和厘米波段人们发现,用一根中空的金属管来传输电磁波是可行的和方 便的。在空管中不可能传播 TEM 模式,因此采用 TE 模或 TM 模,这就是金属波导或称为波导管。到了短毫米波段及亚微毫米波段金属波导的截面积尺寸太小,加工不易,因此采用作为传输系统。在光波段使用光学纤维和光波导也是介质波导。
简称光纤现在已成为传输电磁信号的主要手段。为了近似地实现面 的边界条件可以用具有高导电率的导体即金属构成的边界面,这样就形成金属波导或称波导管。金属波导可以由一根波导管构成,也可以由多根波导管构成。略去导 体表面损耗时,可将边界看作短路面。波导波的特点是存在一个截止频率,当工作频率高于截止频率时,纵方向为快行波,横方向为驻波,工作频率低于截止频率 时,纵方向成为衰减场或渐消场,横方向仍然为驻波。金属波导的传播特性为ωc=T/(με)1/2=cT/(με)1/2或Fc= cT/2∏(με)1/2下,电磁波在介质中的波长就是横向波长,即λT=2∏/T=1/fc(με)1/2相应的临界状态下真空中的波长称为临界波长。当电磁波的角频率大于波长的临界角频率时,电磁波可在波导中传播,反之,波导是截止的。临界角波数决定于波导的截面形状和尺寸。
二、金属波导的波阻抗是 由良导体构成而非理想导体,因此电磁波在波导中传播时一定会有功率损耗,从而造成电磁波沿传播方向上的衰减。其衰减常数为: а=1/4σδ*H2dL/P; 式中,L 为波导的横截面的闭合边界线;P 为波导中传输的功率流,σ为波导壁的导电率;δ为波导壁材料中电磁波的趋肤深度。
xx被短路面或开路面包围的封闭电磁系统就是谐振系统。通常用高导电率的导体即金属近似地实现短路面的边界条件,这就是金属壁的。 当略去腔壁损耗,即认为腔壁由理想导体构成,同时腔内充满不导电的无损媒质时,就是理想的谐振腔。 在描述谐振腔之前先做如下定义;矩形波导和矩形谐振腔的边界面与矩坐标系统的做表面重合。谐振腔的高度为b、宽度为a。当矩形波导中a>b时,TE10模 的临界角波数最小,即临界角频率{zd1},因此TE10模为{zd1}模。当b<a/2 时TE20模是次低模,而当b>a/2 时,TE01模为次低模。 当矩形波导中 a=b 时,称为正方形截面波导,此时 TE10 模与 TE01 模临界角频率相同,此时的波导单模的传输带宽为零。因此正方形的波导没有实际用途。
三、圆柱坐标系的波导与谐振腔
研究边界面与圆柱坐标系统的坐标面重合的波导和谐振腔,他们包括,,,,与谐振腔等柱形系统。也包括径向线,等非柱形波导系统。 柱形波导的临界波长λ为:λcTM= 2∏/TTM(με)。
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