
【电】 coaxial resonantor
alike; be the same as; in common; same; together
【医】 con-; homo-
axes; axis; shaft; spindle
【医】 ax-; ax.; axes; axio-; axis; core
【电】 harmonic oscillator; resonator
同轴谐振器(Coaxial Resonator)是一种用于微波和射频电路中的关键无源元件,其结构基于同轴传输线原理,能够在特定频率(谐振频率)下储存电磁能量并产生高Q值的谐振响应。以下是其详细解释:
物理构成
由内外两层同心圆柱导体构成,内导体通常为实心或空心金属棒,外导体为金属屏蔽腔。内外导体间填充空气或介质材料(如聚四氟乙烯),形成封闭的电磁场分布空间。
英文定义: "A coaxial resonator consists of an inner conductor surrounded by a concentric outer conducting shell, separated by a dielectric material."
谐振机制
当电磁波在导体间传播时,因长度匹配特定波长(如半波长或四分之一波长),会在两端界面发生反射并形成驻波,从而在特定频率(谐振频率 ( f_0 ) )实现能量振荡。其频率公式为:
$$ f_0 = frac{c}{2Lsqrt{varepsilon_r}} quad text{(半波长谐振)} $$
其中 ( c ) 为光速, ( L ) 为谐振器长度, ( varepsilon_r ) 为介质相对介电常数。
高品质因数(Q值)
因导体损耗低且辐射损耗小,同轴谐振器通常具有高Q值(可达数千),意味着频率选择性好,能量损耗低。
阻抗特性
谐振时呈现纯电阻特性,阻抗匹配设计可优化信号传输效率。常用特性阻抗范围为 ( 50,Omega ) 或 ( 75,Omega ) 。
作为带通/带阻滤波器的核心单元,用于通信系统基站、卫星接收设备等。
在压控振荡器(VCO)中提供稳定的频率参考源。
利用谐振频率偏移测量介质变化(如湿度、材料厚度)。
中文术语 | 英文术语 |
---|---|
同轴谐振器 | Coaxial Resonator |
谐振频率 | Resonant Frequency |
品质因数 | Quality Factor (Q) |
特性阻抗 | Characteristic Impedance |
介质填充 | Dielectric Loading |
参考文献
David M. Pozar, Microwave Engineering, 4th ed., Wiley, 2011. (Chapter 6: Resonators)
IEEE Standard Definitions of Terms for Microwave Resonators, IEEE Std 337-2020.
R&S Technical Note, Coaxial Resonators in Filter Design, Rohde & Schwarz, 2019.
同轴谐振器是一种基于同轴线结构的微波元件,主要用于产生特定频率的谐振,在通信和电子设备中具有重要应用。以下从结构、材料、工作原理及应用等方面详细解释:
同轴谐振器由同轴线的内外导体构成,内外导体之间填充介质陶瓷材料(如高Q值陶瓷),通过电磁波反射形成驻波以实现谐振。其常见结构包括三种类型:
介质陶瓷是其关键材料,具有高Q值(低能量损耗)、温度稳定性好等特点,适用于高频微波环境()。
当电磁波在内外导体之间传播时,特定频率的波长与谐振器物理长度匹配(如1/4波长或1/2波长),形成驻波并产生谐振。其谐振频率公式可表示为: $$ f = frac{c}{4Lsqrt{varepsilon_r}} quad text{(1/4波长式)} $$ 其中,$c$为光速,$L$为谐振器长度,$varepsilon_r$为介质相对介电常数()。
同轴谐振器凭借其紧凑结构、高稳定性及可调谐性,成为微波电路设计中的关键元件。实际应用中需综合考虑材料、结构及电磁特性,以实现最佳性能。如需进一步了解具体型号或技术参数,可参考来源、3、4等。
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