谐振电路和传输线谐振器.ppt

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1、7.2 谐振电路和谐振电路和传输线谐振器传输线谐振器谐振电路谐振电路串联谐振电路：谐振器功率：其中：电阻功耗：磁场储能：串联谐振电路串联谐振电路串联谐振电路串联谐振电路 continue 1电场储能：总功率：输入阻抗：谐振频率：平均电场储能磁场储能品质因素：在谐振频率附近：可用来分析分布元件的等效电路。可以将有耗谐振器当成具有复谐振频率复谐振频率的器件，令：R=0即可得到无耗等效串连谐振器的输入阻抗：由此可得有耗谐振腔：(还原为a)为我们的实际测试提供了一个有效方法：一般器件损耗很小；Q可用微扰法求出：先求无耗解；再用复频率带入解出损耗影响：半功率带宽半功率带宽如图（b）画出了阻抗随频率变化的

2、曲线。当：时，传送给电路的实功率等于谐振时功率的一半。在上边频于是：并联谐振电路并联谐振电路如图，输入电抗为：谐振器功率：其中电阻功率为：电场及磁场储能分别为：复合功率为：（与串连相同）品质因数：由此式可见，并联谐振电路的Q值随R增加。在谐振点附近：设wwDw则：有载Q值和外部Q值假定谐振器无耗上式可简化为：结果与串连谐振相同。有载有载Q Q值与外部值与外部Q Q值值上面讨论的Q值都没涉及外部电路(无载)实际情况随着负载接入，整个电路的Q要下降：与负载耦合后的是有载Q表示为QL(总)；所接外部负载定义的Q记为Qe：且有载Q为：传输线谐振器传输线谐振器本质：不同长度端接（O/S）TEM线类型：同

3、轴线、带状线、微带线 的谐振器分析：须考虑有耗线的结构结构类型：l/2（S/O）l/4（O）三种。1。短路线型谐振器分析终端有耗线：设线长为l=nl0/2（n1,2,.）一般损耗很小：假定：（谐振点附近）则：若1。短路线型谐振器(续一)上式中vp为相速度在谐振点：从而其正切：带入阻抗表示式有：对比：1。短路线型谐振器(续二)从而可以得到等效电路参量：Q值随传输线的衰减增加而减小有：例题：例题：7 7。3 31 1 有一銅制同轴线谐振器，内外导体的有一銅制同轴线谐振器，内外导体的半径分别为半径分别为1mm1mm和和4mm4mm，谐振频率为，谐振频率为5GHz5GHz，试计算，试计算空气填充和聚四

4、氟乙烯填充时的空气填充和聚四氟乙烯填充时的QQ值。值。解：铜材料：空气填充时：例题：7。31（续一）聚四氟乙烯填充时:（导体衰减明显增加）介质衰减：（空气没有的衰减）例题：7。31（续一）总体衰减对比：显而易见，填充介质的引入会增加导体和介质损耗器件的Q值也随之下降。改进：镀银、采用高性能介电材料。改进：镀银、采用高性能介电材料。2。p/4短路线型谐振器分析终端有耗线（图形相同）设线长为l=(2n-1)l0/4（n1,2,.）短路线并联谐振器：同样：（谐振点附近）一般损耗很小：假定：l=(2n-1)l0/4则：2。p/4短路线型谐振器（续一）其余切：2。p/4短路线型谐振器(续二)带入阻抗表示

5、式有：对比：可知可知l l/4/4长度的传输线型谐振腔相当于长度的传输线型谐振腔相当于RLCRLC并联谐振电路。其等效电参量如下：并联谐振电路。其等效电参量如下：有：2。短路线型谐振器(续三)从而可以得到等效电路参量：Q值随传输线的衰减增加而减小3。p/2开路线型谐振器分析终端有耗线（并联谐振）设线长为l=nl0/2（n1,2,.）开路线并联谐振器。类似有：一般损耗很小：假定：（谐振点附近）l=nl0/23。p/2开路线型谐振器（续一）则：3。p/4短路线型谐振器（续一）其正切：单变双不变单变双不变 sin符号看象限符号看象限 cos，带入阻抗表示式有：3。p/4短路线型谐振器(续二)对比：可知可知l l/2/2长度开路传输线型谐振腔相当于长度开路传输线型谐振腔相当于RLCRLC并联谐振电路。其等效电参量如下：并联谐振电路。其等效电参量如下：3。短路线型谐振器(续三)Q值随传输线的衰减增加而减小例题：2有长度为l/2，50欧开路微带线谐振器，其片厚为，填充介电常数er2.2;损耗角正切tgd0.001,导体材料为铜，假定边缘效应可以忽略，谐振频率为5GHz，试计算实际线长和此谐振腔的品质因素。解：铜材料：由微带线简化公式P115即可得到导体带宽W和有效介电常数ee并由此可以计算出谐振器长lg/2、相移常数b、导体衰减ac、介质衰减ad 并由此得到品质因数Q