
【電】 coaxial resonantor
alike; be the same as; in common; same; together
【醫】 con-; homo-
axes; axis; shaft; spindle
【醫】 ax-; ax.; axes; axio-; axis; core
【電】 harmonic oscillator; resonator
同軸諧振器(Coaxial Resonator)是一種用于微波和射頻電路中的關鍵無源元件,其結構基于同軸傳輸線原理,能夠在特定頻率(諧振頻率)下儲存電磁能量并産生高Q值的諧振響應。以下是其詳細解釋:
物理構成
由内外兩層同心圓柱導體構成,内導體通常為實心或空心金屬棒,外導體為金屬屏蔽腔。内外導體間填充空氣或介質材料(如聚四氟乙烯),形成封閉的電磁場分布空間。
英文定義: "A coaxial resonator consists of an inner conductor surrounded by a concentric outer conducting shell, separated by a dielectric material."
諧振機制
當電磁波在導體間傳播時,因長度匹配特定波長(如半波長或四分之一波長),會在兩端界面發生反射并形成駐波,從而在特定頻率(諧振頻率 ( f_0 ) )實現能量振蕩。其頻率公式為:
$$ f_0 = frac{c}{2Lsqrt{varepsilon_r}} quad text{(半波長諧振)} $$
其中 ( c ) 為光速, ( L ) 為諧振器長度, ( varepsilon_r ) 為介質相對介電常數。
高品質因數(Q值)
因導體損耗低且輻射損耗小,同軸諧振器通常具有高Q值(可達數千),意味着頻率選擇性好,能量損耗低。
阻抗特性
諧振時呈現純電阻特性,阻抗匹配設計可優化信號傳輸效率。常用特性阻抗範圍為 ( 50,Omega ) 或 ( 75,Omega ) 。
作為帶通/帶阻濾波器的核心單元,用于通信系統基站、衛星接收設備等。
在壓控振蕩器(VCO)中提供穩定的頻率參考源。
利用諧振頻率偏移測量介質變化(如濕度、材料厚度)。
中文術語 | 英文術語 |
---|---|
同軸諧振器 | Coaxial Resonator |
諧振頻率 | Resonant Frequency |
品質因數 | Quality Factor (Q) |
特性阻抗 | Characteristic Impedance |
介質填充 | Dielectric Loading |
參考文獻
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.
同軸諧振器是一種基于同軸線結構的微波元件,主要用于産生特定頻率的諧振,在通信和電子設備中具有重要應用。以下從結構、材料、工作原理及應用等方面詳細解釋:
同軸諧振器由同軸線的内外導體構成,内外導體之間填充介質陶瓷材料(如高Q值陶瓷),通過電磁波反射形成駐波以實現諧振。其常見結構包括三種類型:
介質陶瓷是其關鍵材料,具有高Q值(低能量損耗)、溫度穩定性好等特點,適用于高頻微波環境()。
當電磁波在内外導體之間傳播時,特定頻率的波長與諧振器物理長度匹配(如1/4波長或1/2波長),形成駐波并産生諧振。其諧振頻率公式可表示為: $$ f = frac{c}{4Lsqrt{varepsilon_r}} quad text{(1/4波長式)} $$ 其中,$c$為光速,$L$為諧振器長度,$varepsilon_r$為介質相對介電常數()。
同軸諧振器憑借其緊湊結構、高穩定性及可調諧性,成為微波電路設計中的關鍵元件。實際應用中需綜合考慮材料、結構及電磁特性,以實現最佳性能。如需進一步了解具體型號或技術參數,可參考來源、3、4等。
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