谐振腔谐振频率与几何尺寸的探讨.doc

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1、摘要谐振腔腔壁由导体组成，是产生高频振荡的有效工具；是比LC回路运用更广的振荡元件；本文对真空中谐振腔与谐振频率的关系做了详细的讨论；当谐振腔中有介质存在时，对谐振频率的影响也做了详细的推导，并对不同性质的介质对谐振频率的影响做了分类讨论，最后将不同情况下得出的谐振频率的结论加以总结，从而得出谐振腔谐振频率不受谐振腔尺寸限制的结论，对传统理论有了进一步的发展；为探索和设计新颖的谐振腔提供理论依据。为设计合理的谐振腔提供现实的理论价值。关键词：谐振腔；谐振频率；左手介质；右手介质；几何尺寸AbstractResonatoriscomposedb

2、yconductorschamberwall,Itistheeffectivetoolsproducehigh-frequencyoscillatory,ThanLCcircuitisusedmorewidelyoscillationcomponent;Foravacuumresonatorandtheresonantfrequencyofrelationshipdiscussedindetail;Whenresonator,havemediahaveresonancefrequencyeffecttodoadetailedderivatio

3、n,andthedifferentnatureofthemediaontheresonancefrequencyeffectofclassification,finallydiscussedthedifferentcasesobtainedtheconclusionsummarizedtheresonantfrequency,soastoobtaintheresonancefrequencyfromresonatorresonatorsizerestrictionsontraditionaltheory,theconclusionhasbee

4、nfurtherdevelopment;Forexplorationandnoveldesignprovidesthetheorybasisfortheresonator.Todesignthereasonableresonatorproviderealistictheoreticalvalue.Keywords:Resonantcavity；Theresonantfrequency；Left-handedmedium;Therighthandmedium;Geometrydimension目录摘要IAbstractI1绪论11.1问题的提出

5、11.2论文研究背景与意义12真空谐振腔的谐振频率与几何尺寸22.1一定频率下电磁波基本方程22.2谐振腔的截止频率43谐振腔填充介质后的谐振频率63.1填充普通介质（右手介质）73.1.1填充普通介质时的基本方程73.1.2填充普通介质时谐振频率的变化93.2填充特殊介质（左手介质）103.2.1左手介质简介103.2.2左手介质存在的可能103.2.3填充左手介质时谐振频率的变化12结论12参考文献13致谢141绪论1.1问题的提出在实际当中运用的电磁波是用具有特定频率的线路或元件激发的，低频无线电波采用LC回路产生振荡。在LC回路中，集

6、中分布于电容部的电场和集中分布于电感线圈部的磁场交替激发，它的振荡频率，如果要提高谐振频率，必须减小L或C的值。频率提高到一定限度后，具有很小的L和C值的电容和电感不能再使电场和磁场集中分布于它们的部，这时向外辐射的损耗会随频率的提高而增大。因此，LC回路不能有效的产生高频振荡。在微波围，通常采用谐振腔来产生高频振荡。谐振腔是腔壁由导体组成的它是产生高频振荡的有效工具，微波谐振腔的用途很广。从电路的角度来讲，它具备LC谐振单元具备的一切性质，比如选模等，使得它在滤波器、匹配电路甚至天线的设计里有广泛应用。但显然它部场分布更为复杂，对于特定结构

7、的谐振腔体，具备特有的谐振模式和谐振频率，这使得它在振荡器的设计中显得至关重要。另外，在很多电真空器件中，将慢波结构安置在谐振腔中，使得电子与外加电场作用，从而产生特定频率信号的辐射。当然，很多寄生谐振也是由于谐振腔产生的结果，实际电路设计中应尽量避免。总之，谐振现象在微波电路中广泛存在，无论是从电路的角度还是从场的角度，只要涉及到谐振的概念，谐振腔就扮演着重要的角色。因而对它的研究有很高的应用价值。但其谐振频率受其尺寸的限制。因此，本文重点来研究谐振腔谐振频率与几何尺寸的关系。1.2论文研究背景与意义由于近几年电磁波的广泛应用，电磁波的研究

8、已经引起广泛关注。但是，关于电磁波的谐振腔谐振频率与谐振腔尺寸的关系并未受到重视。对于二者是否相互相关，我们并不是很清楚，对于谐振腔谐振频率与几何尺寸与其关系更没有