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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:LC振荡电路辐射损耗随f增大而增大.,低频:LC振荡电路,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:/4同轴腔,/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
2、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,理想导体,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.,三、矩形截面谐振腔,，,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的信号强度来确定,若.最低振荡频率的波模为(1,1,0),对每一组值，有两个独立偏振波型.,m,n,p中只能有一个为零,若有两个
3、为零,则,讨论: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。,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 谐振器件的损耗大小,一个重要参数是Q值即品质因 素(Quality factor),它定义为,即,式中0为谐振角频率,W=We+Wm为腔中时间平均电、磁储能之和,P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),
