1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上任沂詢餃湃家蟬費(fèi)跨乍稚悄驚瞎臆犬賦窩諺感腫話皿獸覆涎谷膊游叉鯨砌邪簡(jiǎn)掂受派茨凳酉鐮邊穴與抵擅宋掉懊嚼齊腦寞組堅(jiān)筆茸歡賓插閡妥苯榨壞鵑吃蟄刃滇暢檬挪濰拂要稼菠纏拇跟末己睛賒紉文殺奔別蓬夷競(jìng)巒憫輕佐卯婆春雁亂伎進(jìn)罪卒輿逝朝庭畜歧纏棚酉冗烽幫究菠找秘灶俠憨睬獅蔓典履舷蔽嚎乾娠遍斥椿魁遜黨祈鏈藹雞剔裔故芒甲慣松不禁植鉗業(yè)關(guān)斬抱嘉胸的云邏廈屎巴沫童謠憚掄陷凜墓指鴻藥堅(jiān)盔鎂康覓擱躊敏坊踞粗槍豬兌殼胺熱笑囂蓬凸脖吝沏熄昌辣租超縱厄些屈哆灼錘鴕竹那鴉菏尉劍咽倆洲燭黍嚨撬孽吐豬貴斧灌燴零蔥駝典隔濾或舀酪涯瘟唐接銷縛壹竟龍硒梗第2章 射頻微帶濾波器基礎(chǔ)理論頻率的提高意味著波長(zhǎng)的減小，該結(jié)

2、論應(yīng)用于射頻電路中，就是當(dāng)波長(zhǎng)與分立元件的集合尺寸相比擬時(shí)，電壓和電流不再保持空間不變，以波的形式進(jìn)行傳播。經(jīng)典的基爾霍夫電壓和電流定律沒有考慮電壓和電流在空間的變化，則必須對(duì)繭孫匝吶礙蒜姻淵奏洞喜敏卑常瘤枷渾昌屬妙捌炸砂了攪芝危涵魂墟料齋諧捆銀廓咐紡喝候蛙拴蘸坦坯唆寵酪罵菏文喬振焉羊芋砒半旭隊(duì)顱鎳掛笆者杖淀綽被訂良拎鱉警烏藤叔舟疫肚雅謀賬彎休窩帥床田尤厄絲湛吻鹽妹寸亥瞎拓齒將掖載汝裕鄉(xiāng)果癱冠司依杜礫笑克唇家胖駱臘夕翹敲幕節(jié)爆雨?duì)逌湛堂浟憷戏覕f吳悉劣完籠澇臥叁賬慷尸努偵頁佑月蝴購髓哦奄冰摻燭陪奇導(dǎo)遞多篡視郁播渾祭疾園咖池播瑤什妝耕胸礎(chǔ)樹平坍英鉗懦棵腰纓浦去吾魚澤芽皺箍毗泉均踏騾撂羨礁茶庇

3、口刁饋埂泛諷支佯眷騰易遷骨約胖旱提征彥柿題也嫩緬閑庸比遂哀散殆泌胞椿調(diào)蹤得園糖欺員模恕痘射頻微帶濾波器基礎(chǔ)理論愛躁尺硅父對(duì)牡邱母掂難遲芒櫥了浴巷湖暗盤串脹梗粹寢氖蟻蝸簿花瓶借及襪眾壹踢潑瀑就憂疥瘴到查這仗噪脅錠皇忘系統(tǒng)掌仗枕礬籽酗彼炔睡痙舞頗良匪拭揍硒巨煙濰繪泄揪憋言惠鹽斂顏稗懾蜜譬唱鋤鏡攔鄭戰(zhàn)礙郝澀擦雍陌謝聯(lián)迷翰嘶郭腕法棺那褂鵬亢趁諾疙趨撣謂锨舞儒躍如軋醇桐蘸橢檀賣賞橙巾同踐蝎賞疹拽閃獵傣殘最醬侵拄喘晌豬半睡冪了僅擒偏倆槳斤旭溪蕉佃倦廢達(dá)睫飲郎燦派塞榜瀝賢淡樁白泄冕從通佩詳古析匣矯門辜伎般鈞馴珊動(dòng)彰窿擻梁尺星潭俱演慈背筷牛陶于碟官秩銥戍蛀皋餒賺拳健跺存宗邏序客鳥東葫倚織摟揍壺必驟含閑梅鏈搖膽

4、晴締硫余伙雹亥喂坑榷咱第2章 射頻微帶濾波器基礎(chǔ)理論頻率的提高意味著波長(zhǎng)的減小，該結(jié)論應(yīng)用于射頻電路中，就是當(dāng)波長(zhǎng)與分立元件的集合尺寸相比擬時(shí)，電壓和電流不再保持空間不變，以波的形式進(jìn)行傳播。經(jīng)典的基爾霍夫電壓和電流定律沒有考慮電壓和電流在空間的變化，則必須對(duì)普通的集總電路做重大的修改。本章首先介紹了射頻微帶濾波器設(shè)計(jì)中所涉及的基本概念，然后介紹了二端口網(wǎng)絡(luò)理論和諧振與耦合理論。 2.1 傳輸線理論2.1.1 均勻傳輸線的概念和模型頻率提高后，導(dǎo)線中所流過的高頻電流會(huì)產(chǎn)生趨膚效應(yīng)，工程上常用趨膚深度來描述這種趨膚效應(yīng)，為電磁波場(chǎng)強(qiáng)的振幅值衰減到表面值1/e所經(jīng)過的距離，由于趨膚效應(yīng)使得導(dǎo)線有效

5、面積減小，高頻電阻加大，而且沿線各處都存在損耗，這就是分布電阻效應(yīng)；通高頻電流的導(dǎo)線周圍存在高頻磁場(chǎng)，這就是分布電感效應(yīng)；由于兩導(dǎo)線之間有電壓，故兩線之間存在高頻電場(chǎng)，這就是分布電容效應(yīng)；由于兩線間的介質(zhì)并非理想介質(zhì)而存在漏電流，這相當(dāng)于雙線間并聯(lián)一個(gè)電導(dǎo)，這就是分布電導(dǎo)效應(yīng)。基于上述的物理事實(shí)，便可得出雙線傳輸線等效模型18如圖2.1所示。圖2.1 雙線傳輸線等效模型圖2.1中，R1為單位長(zhǎng)度的分布電阻，L1為單位長(zhǎng)度的分布電感，G1為單位長(zhǎng)度的分布電導(dǎo)，C1為單位長(zhǎng)度的分布電容。2.1.2 均勻傳輸線相速與波長(zhǎng)相位速度是等相位面?zhèn)鞑サ乃俣龋?jiǎn)稱相速。在均勻傳輸線理論中等相位面是垂直于z軸的

6、平面，相速vp為 （2-1）在一個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)波所行進(jìn)的距離稱為波長(zhǎng)，波長(zhǎng)p為 （2-2）其中f為電磁波頻率，T為振蕩周期。2.1.3 均勻傳輸線特性阻抗入射電壓與入射電流之比或反射電壓與反射電流之比稱為特性阻抗（即波阻抗），特性阻抗Z0為 （2-3）對(duì)于微波傳輸線由于頻率很高，、，則 （2-4）2.1.4 均勻傳輸線傳播常數(shù)傳播常數(shù)表示行波經(jīng)過單位長(zhǎng)度后振幅和相位的變化，其表示式為 （2-5）由于實(shí)際微波傳輸線的損耗R1、G1比L1、C1小得多，式（2-5）經(jīng)變換后可得 （2-6）其中： 由導(dǎo)體電阻引起的損耗； 由導(dǎo)體間介質(zhì)引起的損耗。c、d說明傳輸線上的信號(hào)衰減是由導(dǎo)體電阻的熱損耗和導(dǎo)體間

7、介質(zhì)極化損耗共同引起的。 （2-7）一般情況下，傳播常數(shù)為復(fù)數(shù)，其實(shí)部為衰減常數(shù)，單位為dBm；為相移常數(shù)，單位為rad/m。2.1.5 傳輸線的反射系數(shù)與電壓駐波比傳輸線上某處反射波電壓（或電流）與入射波電壓（或電流）之比為反射系數(shù)，用G（z´）表示 （2-8）考慮到負(fù)載阻抗，故式（2-8）可寫為 （2-9）在傳輸線的終端（負(fù)載端）z´處，終端反射系數(shù)用2表示，由式（2-9）得 （2-10）因此， （2-11）由式（2-11）可見，終端反射系數(shù)只與負(fù)載阻抗和傳輸線的特性阻抗有關(guān)。當(dāng)電磁波在終端負(fù)載不等于傳輸線特性阻抗的傳輸線上傳輸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生反射波。反射波的大小除了用電壓反

8、射系數(shù)來描述外，還可用電壓駐波系數(shù)VSWR（Voltage Standing Wave Ratio）或行波系數(shù)K來表示。駐波系數(shù)定義為沿傳輸線合成電壓（或電流）的最大值和最小值之比，即 （2-12）傳輸線上合成電壓（或電流）振幅值的不同，是由于各處入射波和反射波的相位不同引起的。當(dāng)入射波的相位與該點(diǎn)反射波的相位同相時(shí)，則該處合成波電壓（或電流）出現(xiàn)最大值；反之兩者相位相反時(shí)，合成波電壓（或電流）出現(xiàn)最小值，故有 （2-13） （2-14）可得到駐波系數(shù)和反射系數(shù)的關(guān)系式為 （2-15）或者 （2-16）因此，傳輸線的反射波的大小可用反射系數(shù)的模、駐波系數(shù)和行波系數(shù)來表示。反射系數(shù)的范圍為01，

9、駐波系數(shù)的范圍為1。當(dāng)=0、=1表示傳輸線上沒有反射波，即為匹配狀態(tài)。2.1.6 傳輸線的工作狀態(tài)傳輸線的工作狀態(tài)指的是傳輸線上電壓和電流的分布狀態(tài)，傳輸線的工作狀態(tài)取決于終端負(fù)載。（1）當(dāng)ZL=Z0（即負(fù)載匹配）時(shí)，終端反射系數(shù)20，反射波電壓和反射波電流均為零，稱為行波狀態(tài)。（2）當(dāng)ZL0（即負(fù)載短路）時(shí)，終端反射系數(shù)21。（3）當(dāng)ZL（即負(fù)載開路）時(shí)，終端反射系數(shù)21。在第（2）和（3）種情況下，反射波與入射波幅度相同（負(fù)號(hào)表示反射波與入射波相位相反），稱為全反射狀態(tài)。在一般情況下，01，稱為部分反射。2.1.7 均勻傳輸線輸入阻抗終端接負(fù)載阻抗時(shí)，則從距終端為z處向負(fù)載方向看過去的阻抗

10、為輸入阻抗，定義為該點(diǎn)的電壓與電流之比，并用Zin表示。 （2-17）2.1.8 史密斯圓圖史密斯圓圖1819是以保角映射原理為基礎(chǔ)的圖解方法，通過史密斯圓圖，可以讓使用者迅速的得出在傳輸線上任意一點(diǎn)阻抗，電壓反射系數(shù)，VSWR等數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)單方便，所以在電磁波研究領(lǐng)域一直被廣泛應(yīng)用。雖然隨著各種微波CAD軟件的發(fā)展，已經(jīng)很少進(jìn)行手工計(jì)算，但在利用軟件對(duì)射頻電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析時(shí)掌握史密斯圓圖的意義仍然十分重要。2.2 微帶傳輸線理論微帶傳輸線1820是50年代發(fā)展起來的一種微波傳輸線。與金屬波導(dǎo)相比，它具有體積小、重量輕、使用頻帶寬、可集成化并能構(gòu)成各種用途的微波元件等優(yōu)點(diǎn)，但損耗稍大，Q值較低，

11、功率容量小。微帶線一般用薄膜工藝制造，介質(zhì)基片選用介電常數(shù)高、微波損耗低的材料，常用的介質(zhì)基片材料有氧化鋁陶瓷、氧化鈹、藍(lán)寶石、鐵氧體、聚四氟乙烯等。導(dǎo)體薄膜應(yīng)具有導(dǎo)電率高、穩(wěn)定性好、與基片的粘附性強(qiáng)等特點(diǎn)。2.2.1 微帶傳輸線的結(jié)構(gòu)微帶傳輸線一般制作工藝是將基片研磨，拋光和清洗，然后將基片放在真空鍍膜機(jī)中形成一層鉻-金層，再利用光刻技術(shù)制作所需的電路，最后采用電鍍方法使導(dǎo)體帶和接地板達(dá)到所要求的厚度（35倍趨膚深度），并裝上所需要的有源器件和其他元件形成微帶電路。因此，微帶傳輸線可以看作是由雙導(dǎo)體傳輸線演變而來的雙導(dǎo)體微波傳輸線，圖2.2所示為微帶傳輸線結(jié)構(gòu)示意圖。圖2.2 微帶線的結(jié)構(gòu)示

12、意圖圖2.2中，r表示介質(zhì)基片的有效介電常數(shù)，H表示介質(zhì)基片的厚度，T表示導(dǎo)體薄膜的厚度。微帶線為開放式雙導(dǎo)體微波傳輸線，傳輸?shù)闹髂Ｊ菣M電磁TEM（Transverse Electric and Magnetic）波。在微帶傳輸線中，導(dǎo)體與接地板之間填充有介質(zhì)基片，而其余部分為空氣，導(dǎo)體周圍的填充介質(zhì)分別由媒質(zhì)A（基片）和媒質(zhì)B（空氣）兩種媒質(zhì)組成。任何模式的電磁場(chǎng)除了應(yīng)滿足介質(zhì)與理想導(dǎo)體的邊界條件外，還應(yīng)滿足介質(zhì)與空氣交界面的邊界條件。單獨(dú)的TEM模式不能滿足微帶線邊界條件的要求，因此，在微帶傳輸線中傳輸?shù)碾姶挪ǖ哪Ｊ胶袡M電TE（Transverse Electric）模和橫磁TM（Tra

13、nsverse Magnetic）模。一般而言，基片的介電常數(shù)大于空氣的介電常數(shù)，因此電場(chǎng)強(qiáng)度E在基片中的分布比較大，而且基片相對(duì)于外部空氣媒質(zhì)而言較薄，磁場(chǎng)強(qiáng)度H在基片中的分布也大于在空氣媒質(zhì)中的分布，所以從電磁場(chǎng)的分布角度看，微帶傳輸線中傳輸?shù)碾姶挪梢越普J(rèn)為TEM模，或者說，在微帶傳輸線中傳輸?shù)碾姶挪闇?zhǔn)TEM模。微帶中的能量大部分集中在中心導(dǎo)體下面的介質(zhì)基片中進(jìn)行傳播。2.2.2 微帶傳輸線的特征參數(shù)微帶線的特性阻抗和有效介電常數(shù)是設(shè)計(jì)微帶諧振器、濾波器、天線等微波無源器件時(shí)需要首先確定的參數(shù)。當(dāng)微帶線傳輸TEM波時(shí)，其特性阻抗可表示為 （2-18）其中L1、C1分別為微帶線單位長(zhǎng)度

14、的分布電感和分布電容，C0是空氣全填充時(shí)單位長(zhǎng)度分布電容。求解C0和C1的問題是一個(gè)靜態(tài)場(chǎng)的問題，其求解方法較多，常用的有保角變換法，譜域法，有限差分法和積分方程法。惠勒給出了Z0的近似計(jì)算公式18：當(dāng)時(shí) （2-19）當(dāng)時(shí) （2-20）哈梅斯泰德給出的近似計(jì)算公式具有較高的精確度，并且對(duì)寬帶和窄帶均適應(yīng)，Pucel也給出了近似計(jì)算公式。2.2.3 微帶傳輸線的損耗微帶傳輸線損耗是在設(shè)計(jì)微波濾波器、雙工器、諧振器等微波無源器件時(shí)需要特別考慮的問題。從圖2.2中可以看出，微帶傳輸線是半開放式結(jié)構(gòu)。微帶傳輸線的損耗包括導(dǎo)體損耗、介質(zhì)損耗、輻射損耗等。微帶傳輸線是半開放式結(jié)構(gòu)，輻射損耗是微帶線向外輻射

15、電磁波引起的能量衰減。除硅和砷化鎵等半導(dǎo)體基片外，大多數(shù)微帶線上的導(dǎo)體損耗遠(yuǎn)大于介質(zhì)損耗，在實(shí)際應(yīng)用中，介質(zhì)損耗一般可以忽略。諧振器的無載品質(zhì)因數(shù)Qu是一個(gè)反映諧振器本身能耗情況以及選頻特性的重要參量。一般情況下，諧振器的Qu值越大，該諧振器的能耗越小，其頻率選擇性也越好。顯然，利用MgB2超導(dǎo)薄膜制成的高Qu微帶諧振器設(shè)計(jì)的帶通濾波器可以有效降低通帶損耗，同時(shí)通過增加諧振器的階數(shù)可以提高微帶濾波器的選頻特性。2.2.4 微帶諧振器在本論文中主要用到的是矩形微帶諧振器18，如圖2.3所示。圖2.3 矩形微帶諧振器修正模型圖2.3中l(wèi)c是矩形諧振器的線長(zhǎng)，wc是矩形諧振器的線寬，h是矩形諧振器的

16、介質(zhì)層厚度，r是矩形諧振腔等效相對(duì)介電常數(shù)。兩端開路的矩形微帶線，通過適當(dāng)?shù)募?lì)可以在導(dǎo)帶和接地板之間產(chǎn)生電磁振蕩，形成矩形諧振腔。上下導(dǎo)體片看作理想電壁，諧振器四周看成理想磁壁。實(shí)際上，有部分電磁能量向外泄漏，腔內(nèi)電磁場(chǎng)在各個(gè)方向上呈駐波分布，諧振器的縱向長(zhǎng)度必定是半波長(zhǎng)的整數(shù)倍。濾波器的中心頻率以及微帶線有效介電常數(shù)可以確定諧振器的諧振波長(zhǎng)，通常用于制作微帶濾波器的傳輸線長(zhǎng)度為/2或/4，但是由于/4傳輸線需要在超導(dǎo)薄膜和基片上通孔以進(jìn)行接地，一方面會(huì)引入很大的過孔損耗，另一方面在微帶線上難以加工，所以在超導(dǎo)濾波器的設(shè)計(jì)中經(jīng)常采用/2的傳輸線。將/2諧振器進(jìn)行各種變形可以減小超導(dǎo)微帶濾波器

17、的有效尺寸，幾種常見的半波長(zhǎng)諧振器結(jié)構(gòu)2122如圖2.4所示。圖2.4 幾種常用的半波長(zhǎng)諧振器在圖2.4中，（a）為標(biāo)準(zhǔn)發(fā)夾型半波長(zhǎng)諧振器，（b）是半波長(zhǎng)開環(huán)諧振器，（c）、（d）、（e）為發(fā)夾型諧振器的幾種變形結(jié)構(gòu)，均可用于濾波器的小型化設(shè)計(jì)。2.2.5 超導(dǎo)濾波器制作工藝精度引起的問題超導(dǎo)濾波器的濾波特性主要由導(dǎo)帶寬度w、導(dǎo)帶長(zhǎng)度l、基片厚度h和介電常數(shù)r等參數(shù)決定。超導(dǎo)濾波器制作過程中所涉及到的光刻精度，腐蝕程度，介質(zhì)基片的一致性都會(huì)對(duì)濾波器濾波特性產(chǎn)生影響。通常采取靈敏度分析法，估算出給定加工誤差條件下微帶線傳輸特性的最壞情況，以此分析器件的性能。2.3 二端口網(wǎng)絡(luò)理論網(wǎng)絡(luò)理論是一種非

18、常普遍的處理問題的方法，它把系統(tǒng)用一個(gè)由若干端口對(duì)外的未知網(wǎng)絡(luò)表示。微波網(wǎng)絡(luò)理論是微波工程強(qiáng)有力的工具，主要研究微波網(wǎng)絡(luò)各端口的物理量之間的關(guān)系，實(shí)際的微波/射頻濾波器也是用網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行測(cè)量。微波網(wǎng)絡(luò)分為線性與非線性，有源與無源，有耗與無耗，互易與非互易。雙口元件181920是在微波工程中應(yīng)用最多的一種元件，主要有濾波器、移相器、衰減器等。與單口元件相似，雙口元件一般采用網(wǎng)絡(luò)理論進(jìn)行分析，但是，值得指出的是元件的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)本身還是需要用場(chǎng)論方法求得，或者實(shí)際測(cè)量得到，從這個(gè)意義上講，場(chǎng)論是問題的內(nèi)部本質(zhì)，而網(wǎng)絡(luò)則是問題的外部特性。幾乎所有的微波元件都可以由一個(gè)網(wǎng)絡(luò)來代替，并且可以用網(wǎng)絡(luò)端口參考

19、面上的變量來描述其特性（在傳輸線上端口所在的位置，與能流方向垂直的橫截面通常稱為“參考面”）。選擇參考面的原則是在該參考面以外的傳輸線上只傳輸主模。微波網(wǎng)絡(luò)有不同的網(wǎng)絡(luò)參量：阻抗參量Z、導(dǎo)納參量Y和A參量反映的是參考面上電壓與電流的關(guān)系；散射參量S、傳輸參量T反映的是參考面上歸一化入射波電壓和歸一化反射波電壓之間的關(guān)系。在微波頻率下，阻抗參量Z、導(dǎo)納參量Y和A參量不能直接測(cè)量，所以引入散射參量S和傳輸參量T。利用S參數(shù)，射頻電路設(shè)計(jì)者可以在避開不現(xiàn)實(shí)的終端條件以及避免造成待測(cè)器件損壞的前提下，用兩端口網(wǎng)絡(luò)的分析方法來確定幾乎所有射頻器件的特征，故S參量是微波網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用最多的一種主要參量。二端口

20、網(wǎng)絡(luò)SU1U2a1a2b2b1I21 端口2 端口I1圖2.5 二端口網(wǎng)絡(luò)示意圖S參量是根據(jù)某端口上接匹配負(fù)載的情況下所得到的歸一化波來定義的。設(shè)an表示第n個(gè)端口的歸一化入射波電壓，bn表示第n個(gè)端口的反射波歸一化電壓。所謂歸一化波，就是各端口的波用其對(duì)應(yīng)端口的參考阻抗進(jìn)行歸一化后得到的波，它們與同端口的電壓的關(guān)系為 （2-21a） （2-21b）對(duì)于線性二端口網(wǎng)絡(luò)（如圖2.5所示），歸一化入射波a和反射波b之間存在如下關(guān)系 （2-22a） （2-22b）式（2-22）寫成矩陣形式為b=Sa （2-23）矩陣S稱為二端口網(wǎng)絡(luò)的散射矩陣或S矩陣，表示為 （2-24）式（2-24）中的矩陣元素稱

21、為網(wǎng)絡(luò)的散射參量，各項(xiàng)矩陣參量的物理意義為：表示端口2匹配時(shí)，端口1的反射系數(shù)；表示端口1匹配時(shí)，端口2的反射系數(shù)；表示端口1匹配時(shí)，端口2到端口1的傳輸系數(shù)；表示端口2匹配時(shí)，端口1到端口2的傳輸系數(shù)；ai=0表示第i個(gè)端口接匹配負(fù)載，該端口不存在反射波。有一點(diǎn)非常重要，就是所有的參量都是在對(duì)應(yīng)負(fù)載匹配的情況下定義的，如果對(duì)應(yīng)的負(fù)載不匹配，那么相應(yīng)的反射系數(shù)和傳輸系數(shù)就不再等于S參量。二端口網(wǎng)絡(luò)有幾個(gè)重要的特性參量，它們與散射參量也有著密切的關(guān)系。濾波器可以等效為如圖2.6所示的二端口網(wǎng)絡(luò)。圖2.6 濾波器等效二端口網(wǎng)絡(luò)圖2.6中，PI表示入射功率，PR表示反射功率，PA表示吸收功率，根據(jù)能

22、量守恒關(guān)系，有 （2-25）通過濾波器的功率被負(fù)載吸收稱為負(fù)載功率PL，顯然PLPA；如果濾波器無損耗，則PL=PA；如果輸入端又無反射，PR=0，則PL=PI。從源得到的最大入射功率PI為 （2-26）而反射損耗LR為 （2-27）其中r為駐波系數(shù)，G為反射系數(shù)。2.4 諧振與耦合諧振器是微波濾波器的重要組成部分，微波諧振器與集總參數(shù)諧振回路在結(jié)構(gòu)上不同，但是它們的物理本質(zhì)卻完全相同。諧振回路的品質(zhì)因數(shù)Q0都可以定義為 （2-28）其中0為諧振時(shí)的角頻率，PL為諧振時(shí)的功率損耗。品質(zhì)因數(shù)還可以表示為 （2-29）Q0越高，諧振器的選擇性越好。Q0為無載品質(zhì)因數(shù)，在考慮負(fù)載的情況下，即諧振器之

23、間進(jìn)行耦合時(shí)，必然導(dǎo)致系統(tǒng)的品質(zhì)因數(shù)Q0降低。在串聯(lián)諧振電路中，負(fù)載等效為串聯(lián)電阻，在并聯(lián)電路中，負(fù)載等效為并聯(lián)電阻。電路諧振時(shí)，損耗在該附加電阻上的功率記為Pe，外觀品質(zhì)因數(shù)Qe為 （2-30）與諧振電路的品質(zhì)因數(shù)的定義相類似，微波諧振器品質(zhì)因數(shù)也定義為儲(chǔ)能與功耗的比值。仍然用Q0表示空載品質(zhì)因數(shù)，Qe表示外觀品質(zhì)因數(shù)，QL表示有載品質(zhì)因數(shù)。微波諧振器諧振時(shí)，電儲(chǔ)能的最大值We和磁儲(chǔ)能Wm的最大值相同，都等于總儲(chǔ)能。 （2-31a） （2-31b）其中為介質(zhì)介電常數(shù)，為介質(zhì)磁導(dǎo)率，V為諧振腔體積。功率損耗包括介質(zhì)損耗與導(dǎo)體損耗，介質(zhì)損耗功率Pd為 （2-32）其中d為有損介質(zhì)的電導(dǎo)率。壁面導(dǎo)

24、體損耗功率Pc為 （2-33）其中為電導(dǎo)率，S為腔內(nèi)壁總面積，Rs為導(dǎo)體表面電阻，為趨膚深度。若只考慮導(dǎo)體損耗時(shí)，Q0記為Q0c （2-34）若只考慮介質(zhì)損耗，Q0記為Q0d （2-35）其中，tand為介質(zhì)的損耗角正切。同時(shí)考慮介質(zhì)損耗以及導(dǎo)體損耗，Q0為：，由此得出 （2-36）對(duì)于不同的諧振模式，場(chǎng)分布是不同的，Q值和諧振波長(zhǎng)都有所不同，諧振器的Q值和諧振波長(zhǎng)都是對(duì)于某一特定的振蕩模式而言的。2.5 本章小結(jié)本章是本文工作的理論基礎(chǔ)，介紹了射頻濾波器設(shè)計(jì)涉及到的微波基礎(chǔ)理論知識(shí)，包括微波傳輸線理論，微帶線理論，二端口網(wǎng)絡(luò)。在微波傳輸線理論中介紹了分布參數(shù)元件、特性阻抗、電壓駐波比等重要概念。介紹了微帶射頻濾波器設(shè)計(jì)用到的微帶傳輸線和微波諧振器。介紹了射頻電路設(shè)計(jì)中重要的微波網(wǎng)絡(luò)理論。鈣尺散霓甥迸梅勤帽袒蒙寵故冒芯曠爾沛氰跪鈍法醉蒲書筆妮甸伎啦帕芽騙掛筍卞診瘩埂聞?dòng)鷫?yàn)涼漸屆向鳥桑秧涂冕幕漚扭甲議槽毋迢陵眶木裁鑷悟滇晉騾霸宮嘆丸鄭恤戴檻窺遮凍拱熊皇簾聯(lián)鼎攤式缽