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文档简介

在实际应用中，常常需要对谐振器的谐振频率进行微调。什么是微扰？在腔内引入金属调谐螺钉、压缩腔壁或放入介质，使腔内场分布受到微小扰动（称为微扰）从而引起谐振频率相应变化。计算方法：微扰法微扰法就是通过微扰前的量来近似求得微扰后的改变量。,微波谐振腔,微波谐振腔的微扰理论,微扰分两种情况,（1）腔壁微扰：尺寸微小变化（2）介质微扰：尺寸不变，腔内介质作微小变化,微波谐振腔,腔壁微扰微扰前后的场量应满足麦克斯韦方程和相应的边界条件。,微波谐振腔,微扰前,将点乘，取共轭后点乘，并相减：,微波谐振腔,微扰后,上式利用了,对和作类似运算将以上两式相加后对V积分，再应用散度定理，最后得对于腔壁向外微小拉出，即向外微扰，其频偏的表达式与该式反号.,微波谐振腔,麦克斯韦方程组出发得到的严格表达式,微扰时,(6.8-9)式分子：,(6.8-9)式分母,由该式看出，受微扰的频率变化与腔体变形的位置有关。假如在腔内磁场较强，电场较弱处，腔体表面向内推入，则谐振频率降低。,微波谐振腔,（6.8-9）式可表示为,或,结论：当腔壁内表面或其一部分朝内推入时，如果微扰部分的磁场较强，则频率升高；如果电场较强，则频率降低。腔壁向外拉出，其效应与上相反。,可利用这个特性来对谐振腔进行调谐,微波谐振腔,介质微扰分为两种：一是整个腔中介质常数略有变化(大体积，小)；二是腔内很小区域内介质常数变化而其余区域介质不变（小体积，大）。,微波谐振腔,介质微扰,微波谐振腔,微扰前后的场量分别满足麦克斯韦方程和边界条件:,微波谐振腔,（请参见教材）,推导过程与腔壁微扰情况相似，可得,（空腔全填充介质微扰公式）,对于介质微扰的第一种情形,微波谐振腔,对于介质微扰的第二种情形：,如介质中场是均匀的，则,无论在腔中何处放入介质，均使受扰腔的谐振频率降低,上式可用来测量,微波谐振腔,对于有耗介质微扰，上述公式仍然成立，但介质常数和谐振频率均要用复数形式代入：,微波谐振腔,可见，有耗介质的实部引起谐振频率偏移，虚部引起空腔Q0改变。,微波谐振腔,将上式分为两项：,例半径为r0的细金属螺钉从顶壁中央旋入TE101模式矩形空气腔内深度h，求微扰后谐振频率变化表示式。,解：,未微扰时TE101模式矩形腔的场分量为,螺钉很细，可以假定螺钉处的场为常数，且可用x=a/2，z=L/2处的场来表示：,因此，利用腔壁微扰理论公式（6.8-11a），其分子计算结果为,（6.8-11a）的分母计算结果为,最后得到,结果表明，螺钉旋入使谐振频率降低,例在腔底放置薄介质板的TE101模矩形腔，试用微扰公式计算谐振频率变化表示式。,解：TE101模式矩形腔未微扰时的电场为,利用介质微扰公式（6.8-17），其分子经过计算得,电场储能为,带入（6.8-17），最后可得,如果采用模式TE105，结果有什么区别
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