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时间:2020-01-21
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1、谐振腔:§4.谐振腔由导体构成的中空的(或充满介质)腔体,用来产生高频电磁振荡高频:①LC振荡电路辐射损耗随f增大而增大.低频:LC振荡电路②趋肤效应使焦耳热损耗增大.集中参数LC电路向空腔谐振器过渡矩形空腔谐振器及其耦合方式常有的同轴谐振腔:λ/4同轴腔,λ/2同轴腔和电容加载同轴腔,分别如图(a)(b)和(c)所示。圆柱型谐振腔特点:电磁波传播的空间是有界的,金属边界制约管内电磁波的存在形式,在这种情况下,亥姆霍兹方程的解不再是平面波解。-----------边值问题一.有界空间中的电磁波(边值问题)二.理想导体边
2、界条件在理想导体与另一种介质构成的边界上:结论:在理想导体表面上,电场线垂直于界面;而磁感应线与界面平行.边界条件理想导体:n由理想导体指向介质①理想导体②介质以理想导体为边界的边值问题定态波:例:证明平行无限大导体平面之间可以传播一种偏振的TEM电磁波.解:设导体板在xoz平面.法线沿y轴.根据导体表面边界条件:因此沿z方向传播,电场沿y方向偏振的电磁波可以传播.而另一种偏振即平行于导体面的偏振不能存在.xyz三、矩形截面谐振腔xyz,在边界上满足电磁场的任一直角分量满足:同理:再考虑:谐振频率两个独立常数由激励谐振
3、的信号强度来确定④若.最低振荡频率的波模为(1,1,0)③对每一组值,有两个独立偏振波型.②m,n,p中只能有一个为零,若有两个为零,则讨论:①谐振腔内存在不同模式的谐振波模,对应不同的(m,n,p),为驻波.只有当激励信号频率时,谐振腔才处于谐振态。⑤腔内的电场能量和磁场能量的时间平均值总是相等的.该波型为(1,1,0)型,,(1,1,0)型为横电波.但是在一般情况下,谐振腔内(1,1,0)型电磁波的磁场显然.实际的谐振腔总存在一定的损耗。若无外源补充,振荡一段时间后,腔中全部电磁能将变为热能。为了衡量谐振器件的损耗
4、大小,一个重要参数是Q值即品质因素(Qualityfactor),它定义为即式中ω0为谐振角频率,W=We+Wm为腔中时间平均电、磁储能之和,Pσ为腔中时间平均功率损耗(包括导体损耗和介质损耗)。四、谐振腔的Q值(品质因素)
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