536-第32章圆柱谐振腔.ppt

* * 第32章 圆柱谐振腔 Cylindrical Resonator 与矩形腔的情况类似，我们以TEmn波为例，先研究z方向行波场——也即传输线情况。 在z=0处放一金属板，Hz=0的全反射条件 (32-1) 一、圆柱腔中的场和l0 图 32-1 圆柱谐振腔 其中，kc=mmn/R，mmn是m阶Bessel函数导数的根。再在z=l处放一金属板，又一次构成Hz=0的全反射条件。 由sinbl=0可得到b=pp /l，且 我们再次看到尽管圆柱腔和矩形腔横向截面完全不同，但是纵向因子 是一样的，这正是传输线型谐振腔的共同特点。 一、圆柱腔中的场和l0 (32-2) 一、圆柱腔中的场和l0 (32-3) 在波导中，横向分量用纵向分量表示得到不变量矩阵 于是有 一、圆柱腔中的场和l0 (32-4) 注意到谐振腔与波导的不同，重新作变换 ，即 一、圆柱腔中的场和l0 (32-5) 可以得到TEmnp模场表达式 一、圆柱腔中的场和l0 (32-6) 谐振波长l0 其中最主要的 比较可知l＜21R时，(l0) TM010是最低模式。 一、圆柱腔中的场和l0 (32-7) (32-8) 二、圆柱腔的波形因数 定义 为波形因数. 分别表示TEmnp和TMmnp的波形因数。 圆柱腔三种主要工作模式 TM101 ? 无法简单调谐 ? 二、圆柱腔的波形因数 TE111 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 二、圆柱腔的波形因数 TE011 ? ? ? ? ? ? 无纵向电流 品质因数Q高 体积大 ? ? ? ? ? ? ? 二、圆柱腔的波形因数 三、工作模式图 工作模式图的目的在于选择频率范围，在此内单模工作。 已知谐振波长 其中 (32-11) (32-12) 利用l0=c/f0和D=2R可知 适当变换即得工作模式方程 三、工作模式图 (32-13) 图 32-2 工作模式图 三、工作模式图 明显看出： 与(f0D)2成线性关系 为频宽比 自干扰型——横向场与工作模式相同，必须划出方框外。 干扰型——不相交，同一频率，不同尺寸时谐振。 交叉型——不相交同于干扰型，而相交很严重。 简并型——TE011和TM111，Q值迅速降。 三、工作模式图 (32-14) 图 32-3 干扰类型 三、工作模式图 可以研究F=fmax／fmin与 的关系 图 32-4 频宽关系图 三、工作模式图 矩形腔和圆柱腔比较 TEmnp模 三、工作模式图