§3.4微波谐振器 在低频电路中采用集中参数的LC谐振回路来储 能和选频的。随着频率的升高，辐射损耗导体损耗以 及介质损耗都会急剧增加，使谐振回路的品质因素大 大降低，选频特性变差：随着频率的升高电感量L和电 容量C将愈来愈小，体积也愈来愈小，致使电感器和电 容器的制作困难机械强度变差易击穿，并使振荡功率 变小。因此集中参数的LC谐振回路不能用在微波波 段作储能和选频元件。 1 f0= 2πWLC STE A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学院
STE_A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学院 1 §3.4 微波谐振器 在低频电路中采用集中参数的LC谐振回路来储 能和选频的。随着频率的升高,辐射损耗导体损耗以 及介质损耗都会急剧增加,使谐振回路的品质因素大 大降低,选频特性变差;随着频率的升高电感量L和电 容量C将愈来愈小,体积也愈来愈小,致使电感器和电 容器的制作困难机械强度变差易击穿,并使振荡功率 变小。因此集中参数的LC谐振回路不能用在微波波 段作储能和选频元件
为了克服上述缺点，必须采用封闭形的微波谐振器 (又称谐振腔)来作储能和选频元件。这种谐振器可以定 性看成是由集中参数LC谐振回路演变而来的，如图所示。 为了提高谐振回路的谐振频率，必须减少L和C的数 值。减少电容量C的办法是将电容器的两极板板间距拉开； 减少电感量L的办法是将线圈匝数减少，直至线圈变为一 直线。欲使频率进一步提高，可采用多根直导线并联，甚 至在极限情况下，可用一个封闭面来代替，这样就构成一 个圆柱谐振器或矩形谐振器。 STE A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学院 2
STE_A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学院 2 为了克服上述缺点,必须采用封闭形的微波谐振器 (又称谐振腔)来作储能和选频元件。这种谐振器可以定 性看成是由集中参数LC谐振回路演变而来的,如图所示。 为了提高谐振回路的谐振频率，必须减少L和C的数 值。减少电容量C的办法是将电容器的两极板板间距拉开； 减少电感量L的办法是将线圈匝数减少，直至线圈变为一 直线。欲使频率进一步提高，可采用多根直导线并联，甚 至在极限情况下，可用一个封闭面来代替，这样就构成一 个圆柱谐振器或矩形谐振器
微波谐振器主要有两大类：传输线型谐振器和非传 输线型谐振器。 前者是一段两端被开路或短路的传输线，例如：矩形 谐振器、圆柱谐振器、同轴谐振器、带状线谐振器和微 带谐振器； 后者是一种特殊形状谐振器，主要用来作各种微波 电子管（如速调管，磁控管）的腔体。 STE A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学院
STE_A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学院 3 微波谐振器主要有两大类:传输线型谐振器和非传 输线型谐振器。 前者是一段两端被开路或短路的传输线,例如:矩形 谐振器、圆柱谐振器、同轴谐振器、带状线谐振器和微 带谐振器； 后者是一种特殊形状谐振器,主要用来作各种微波 电子管(如速调管,磁控管)的腔体
微波谐振器中电磁场能量关系和集中参数LC谐振回路 中能量关系有许多相同处。 图(a)为集中参数LC并联谐振回路及回路中的电磁场能 量随时间分布曲线，图(b)为同轴谐振器及其电磁能量的分 布曲线。 图(a)中当LC谐振回路在谐振时，电场能量集中在电容 器中，磁场能量集中在电感器中，当电场能量达最大时， 磁场能量为零，反之亦然。这样电磁能量随时间相互转换， 其转换的频率即为谐振回路的谐振频率； 图(b)所示的同轴谐振器是两端被短路的同轴传输线， 在同轴线的纵向，电磁场分布也为驻波分布。当电场能量 最大时，磁场能量为最小，反之亦然，这样电磁能量互相 转换，其转换频率即为谐振器的谐振频率。可见谐振器的 振荡过程即是电磁能量转换的过程。 STE A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学院
STE_A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学院 4 微波谐振器中电磁场能量关系和集中参数LC谐振回路 中能量关系有许多相同处。 图(a)为集中参数LC并联谐振回路及回路中的电磁场能 量随时间分布曲线，图(b)为同轴谐振器及其电磁能量的分 布曲线。 图(a)中当LC谐振回路在谐振时，电场能量集中在电容 器中，磁场能量集中在电感器中，当电场能量达最大时， 磁场能量为零，反之亦然。这样电磁能量随时间相互转换， 其转换的频率即为谐振回路的谐振频率； 图(b)所示的同轴谐振器是两端被短路的同轴传输线， 在同轴线的纵向，电磁场分布也为驻波分布。当电场能量 最大时，磁场能量为最小，反之亦然，这样电磁能量互相 转换，其转换频率即为谐振器的谐振频率。可见谐振器的 振荡过程即是电磁能量转换的过程
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STE_A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学院 5 图 5 ― 8 ― 2