諧振電路和傳輸線諧振器

諧振電路和傳輸線諧振器第一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三諧振電路串聯(lián)諧振電路：諧振器功率：其中：電阻功耗：磁場儲能：第二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三串聯(lián)諧振電路continue1電場儲能：總功率：輸入阻抗：諧振頻率：平均電場儲能＝磁場儲能第三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三品質(zhì)因素：在諧振頻率附近：可用來分析分布元件的等效電路。第四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三可以將有耗諧振器當成具有復諧振頻率的器件，令：R=0即可得到無耗等效串連諧振器的輸入阻抗：由此可得有耗諧振腔：(還原為7.1-10a)——為我們的實際測試提供了一個有效方法：一般器件損耗很小；Q可用微擾法求出：先求無耗解；再用復頻率帶入解出損耗影響：第五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三半功率帶寬如圖（b）畫出了阻抗隨頻率變化的曲線。當：時，傳送給電路的實功率等于諧振時功率的一半。在上邊頻于是：第六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三并聯(lián)諧振電路并聯(lián)諧振電路如圖，輸入電抗為：諧振器功率：第七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三其中電阻功率為：電場及磁場儲能分別為：復合功率為：（與串連相同）第八頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三品質(zhì)因數(shù)：由此式可見，并聯(lián)諧振電路的Q值隨R增加。在諧振點附近：設(shè)w＝w＋Dw則：第九頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三有載Q值和外部Q值假定諧振器無耗上式可簡化為：結(jié)果與串連諧振相同。第十頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三有載Q值與外部Q值上面討論的Q值都沒涉及外部電路(無載)實際情況隨著負載接入，整個電路的Q要下降：與負載耦合后的是有載Q表示為QL(總)；所接外部負載定義的Q記為Qe：且有載Q為：第十一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三傳輸線諧振器本質(zhì)：不同長度端接（O/S）TEM線類型：同軸線、帶狀線、微帶線的諧振器分析：須考慮有耗線的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)類型：l/2（S/O）l/4（O）三種。第十二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三1。短路線型諧振器分析終端有耗線：設(shè)線長為l=nl0/2（n＝1,2,...）一般損耗很?。杭俣ǎ海ㄖC振點附近）則：若第十三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三1。短路線型諧振器(續(xù)一)上式中vp為相速度在諧振點：從而其正切：帶入阻抗表示式有：對比：第十四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三1。短路線型諧振器(續(xù)二)從而可以得到等效電路參量：Q值隨傳輸線的衰減增加而減小有：第十五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三例題：7。3－1有一銅制同軸線諧振器，內(nèi)外導體的半徑分別為1mm和4mm，諧振頻率為5GHz，試計算空氣填充和聚四氟乙烯填充時的Q值。解：銅材料：空氣填充時：第十六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三例題：7。3－1（續(xù)一）聚四氟乙烯填充時:（導體衰減明顯增加）介質(zhì)衰減：（空氣沒有的衰減）第十七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三例題：7。3－1（續(xù)一）總體衰減對比：顯而易見，填充介質(zhì)的引入會增加導體和介質(zhì)損耗器件的Q值也隨之下降。改進：鍍銀、采用高性能介電材料。第十八頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三2。p/4短路線型諧振器分析終端有耗線（圖形相同）設(shè)線長為l=(2n-1)l0/4（n＝1,2,...）短路線并聯(lián)諧振器：同樣：（諧振點附近）一般損耗很?。杭俣ǎ簂=(2n-1)l0/4第十九頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三則：2。p/4短路線型諧振器（續(xù)一）其余切：第二十頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三2。p/4短路線型諧振器(續(xù)二)帶入阻抗表示式有：對比：可知l/4長度的傳輸線型諧振腔相當于RLC并聯(lián)諧振電路。其等效電參量如下：第二十一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三有：2。短路線型諧振器(續(xù)三)從而可以得到等效電路參量：Q值隨傳輸線的衰減增加而減小第二十二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三3。p/2開路線型諧振器分析終端有耗線（并聯(lián)諧振）設(shè)線長為l=nl0/2（n＝1,2,...）開路線并聯(lián)諧振器。類似有：第二十三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三一般損耗很?。杭俣ǎ海ㄖC振點附近）l=nl0/23。p/2開路線型諧振器（續(xù)一）則：第二十四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三3。p/4短路線型諧振器（續(xù)一）其正切：單變雙不變

sin符號看象限

cos＋，－

＋，＋－，－

－，＋帶入阻抗表示式有：第二十五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三3。p/4短路線型諧振器(續(xù)二)對比：可知l/2長度開路傳輸線型諧振腔相當于RLC并聯(lián)諧振電路。其等效電參量如下：第二十六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三3。短路線型諧振器(續(xù)三)Q值隨傳輸線的衰減增加而減小第二十七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期三例題：7.3－2有長度為l/2，50歐開路微帶線諧振器，其片厚為h=0.159cm，填充介電常數(shù)er＝2.2;損耗角正切tgd＝0.001,導體材料為銅，假定邊緣效應可以忽略，諧振頻率為5GHz，試計算實際線長和此諧振腔的品質(zhì)因素。