现代滤波器设计讲座(42介质谐振器)ppt课件.ppt
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1、介质谐振器,序言,在过去的10多年里用于制作介质谐振器和介质滤波器的高介电常数介质材料有了令人瞩目进展。在材料的介电常数、损耗和温度稳定性等方面都有了很大提高。同时,价格也不断降低。所以,介质谐振器、介质滤波器和介质天线被广泛应用于通讯、雷达和导航等领域。在基站用滤波器领域,同轴谐振腔滤波器的统治地位正受到来于自介质滤波器的挑战。2004年,Raafat R.Mansour在IEEE Microwave Magazine上撰文预测,在未来5年之内,介质滤波器将会占有基站滤波器市场很大的份额。因此,重视基站用介质滤波器技术的发展,掌握基站用滤波器设计与制作技术是非常重要的。,介质谐振器的类型,根
2、据介质谐振器使用的电磁场模式,介质谐振器可以分成容积谐振模、回音壁模、干涉谐振模、准光模、复合结构空间简并模和介质加载空腔模(屏蔽介质谐振器模)六种类型。,利用介质谐振器可以构成滤波器、振荡器和天线等微波电路。有助于实现微波电路与系统的小型化。,介质谐振器是一个最基本的微波元件。,容积谐振模,这种模式电磁能量主要集中在介质体内,确定谐振特性的主要是介质体容积谐振。介质体之外的场作指数衰减,周围环境对这种模式只是一种微扰。容积模按其场特征可分为TEM、TE(H)、TM(E)和HEM(HE或EH)模式。介质体一般取规则形状,如矩形、圆柱形、圆环形和球型等。例如:圆柱介质的TE01模和HE11模介质
3、谐振器根据屏蔽状态则可分为四类:三维开放结构(处于自由空间的介质谐振器)、二维开放结构(介质谐振器位于两个平行到电板之间)、一维开放结构(介质谐振器在柱形金属管中)和零维开放结构(介质谐振器置于全屏蔽的金属空腔之中)。,回音壁模,对于旋转对称的圆盘和球型介质谐振器,当工作在高阶周向模时就形成回音壁模,其电磁能主要集中在介质-空气界面和焦散面之间,具有极高的Q值,且随周向模指标的增加而增大。在毫米波和激光技术中,回音壁模有极广泛的应用前景,干涉谐振模,利用电磁波传播过程中介质分界面的反射和透射效应形成一定的谐振特性。例如,波导介质谐振器(WDR)是在波导中引入一组矩形、柱形、盘形或球形介质,使该
4、结构产生波导-介质谐振。它的特点是本征谱较容积模稀疏,故可以通过截止波导消散模(Evanescent Mode)的耦合,以抑制寄生通道。,介质加载空腔模或屏蔽介质谐振模,根据介质体和金属腔体间电磁相互作用的强弱,可分为微扰和强相互作用两类。前者仍保持原系统的特征,后者使两者“融合”成一体,构成全新的系统。例如,金属空腔加入介质体后,在一定的加载条件下,则不仅使空腔模的场分布和谐振频率变化。而且,还要产生新的模式和模式间的耦合及转换。屏蔽介质谐振器当屏蔽对谐振器的场有极大影响时,也会产生新的模式和模式之间的耦合及转换。这种模式依赖于腔体结构和介质体的几何结构。,准光模,这是一种存在于准光腔中的模
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