谐振器的工作原理

发布者:深铭易购     发布时间:2019-11-02    浏览量:13019

你是要元件的原理,还是在电路上的原理,石英晶体谐振器元件原理,利用石英晶体(二氧化硅材质)有压电效应,谐振器利用二氧化硅逆压电效应制作的,压电效应,就是在晶体面施加压力,会产生电信号,相反,加电信号,会产生机械振动,这个振动的频率就是晶体本身的起振频率了。

谐振器的工作原理

最基本的谐振器件是介质谐振器。要想了解介质谐振器的工作原理首先要了解金属波导与谐振腔。


 金属波导的一般特性原理

电磁能量或电磁信号的传输可分为两类,一类是电磁波在空间或大气中的传播,另一类是电磁波沿波导系统的传播。"电磁波导波系统最初由人类使用,是一条双线传输线,主要用于低频情况。随着频率的逐渐增大,双线传输线的传输损耗和辐射损耗急剧增加。为了克服辐射损耗,采用同轴结构。"然而,同轴线中使用的模式仍然是TEM模式,必须有两个内外导体。频率越高,内导体的损耗就越严重。在微波波段,即分米波和厘米波段,发现用空心金属管传输电磁波是可行和方便的。在空中交通管中不可能传播TEM模式,因此采用TE模式或TM模式,称为金属波导或波导。金属波导在短毫米波段和亚微米波段的截面尺寸太小,不易加工,因此采用介质波导作为传输系统。"光纤和光波导也是光带中的介质波导。"光纤为短光纤已成为传输电磁信号的主要手段。"为了大致实现短路面的边界条件,由高电导率导体(με)组成的边界界面可以用来形成金属波导或波导。金属波导可以由一个波导管或多个波导管组成。"当导体的表面损耗被省略时,边界可以被看作是一个很短的路面。导波的特点是有截止频率。当工作频率高于截止频率时,纵向方向为快速行波,横向为驻波。当工作频率低于截止频率时,纵向变为衰减场或衰落场,横向仍为驻波。金属波导的传播特性是电磁波在介质中的传播波长为横向波长,即当金属波导的传播特性处于c=T/(με)1/2=CT/(με)1≤2或FC=CT/2π(με)1≤2的临界状态时,真空中的波长称为临界波长,即真空中的波长在相应的临界状态下称为临界波长(λT≤2π/T=1/FC(με)1≤2)。当电磁波的角频率大于波长的临界角频率时,电磁波可以在波导中传播,反之,波导被切断。"临界角波数由波导的截面形状和尺寸决定。


金属波导的波阻抗原理

金属壁由良好导体而非理想导体组成,因此当电磁波在波导中传播时必然存在功率损耗,导致电磁波沿传播方向衰减,衰减常数为:≤=1≤4σδ*H2dL≤P,其中L是波导横截面的闭合边界线,P是波导中传输的功率流,σ是波导壁的电导率,δ是波导壁材料中电磁波的表皮深度。


完全被短路面或开路面包围的封闭电磁系统就是谐振系统。通常用高导电率的导体即金属近似地实现短路面的边界条件,这就是金属壁的谐振腔。当略去腔壁损耗,即认为腔壁由理想导体构成,同时腔内充满不导电的无损媒质时,就是理想的谐振腔。在描述谐振腔之前先做如下定义;矩形波导和矩形谐振腔的边界面与矩坐标系统的做表面重合。谐振腔的高度为b、宽度为a。当矩形波导中a>b时,TE10模的临界角波数最小,即临界角频率最低,因此TE10模为最低模。当ba/2时,TE01模为次低模。当矩形波导中a=b时,称为正方形截面波导,此时TE10模与TE01模临界角频率相同,此时的波导单模的传输带宽为零。因此正方形的波导没有实际用途。圆柱坐标系的波导与谐振腔研究边界面与圆柱坐标系统的坐标面重合的波导和谐振腔,他们包括<ahref="#">圆波导,同轴线,圆柱腔,同轴腔,扇形截面波导与谐振腔等柱形系统。也包括径向线,喇叭波导等非柱形波导系统。柱形波导的临界波长λ为:λcTM=2∏/TTM(με)。




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