《工业微波技术》微波谐振腔

谐振腔是在微波频率下工作的谐振元件，它是一个任意形状的由导电壁（或导磁壁）包围的，并能在其中形成电
磁振荡的介质区域，它具有储存电磁能及选择一定频率信号的特性。和低频LC振荡回路相似，它在微波技术中有广泛
的应用。如在各种微波振荡器中用它作为能量交换和选频元件，在微波倍频和放大器中用作选频元件，微波谐振腔还
可直接构成微波波长计，微波滤波器用于微波测量和微波通讯中。高Q谐振腔在雷达设备中用作回波箱，用以检测雷达
发射和接收系统的性能等。
一、谐振腔中振荡的物理过程
随着工作频率的升高，如同用分布参数取代集中参数电路一样，集中参数的LC谐振回路，由于辐射损耗，导体及
介质损耗随频率的升高而增加，而L，C的数值却随之减少，以致难于保证其选频的特性。到了微波波段，它势必为谐振腔取代。在LC谐振回路中，电能储存在电容器中，磁能储存在电感中，由于电容上电压及电感中的电流随时间变化有的相位差，因此，谐振的过程就是电磁能在L，C中互相转换的过程。当和为最大时，和为零，反之，当和最大时，和为零。
二、谐振腔的分类和分析方法
随着微波技术的发展和应用的广泛，微波谐振腔的形式也多种多样，结构各异，通常按其构成原理分二大类。
一类是传输线型，谐振腔由一段规则传输线构成，如圆柱形腔、矩形腔、同轴线腔、介质腔及微带腔等等。这一类腔
的分析方法，或采用电磁场理论求解边值问题的方法，或利用规则波导传输线中已经求得的相应波导的电磁场分布（
不同的波型），再加上其两端的边界条件，求出谐振腔的基本参数和场结构。另一类是非传输线型谐振腔，如反射速
调管中的重入式腔（或称环形腔），磁控管振荡器中的多瓣腔等。这类谐振腔通常是利用等效电路的方法，将腔体的
各部分分别等效为集中参数元件或传输线段，然后再按低频电路或微带传输线计算等效电容的方法求出腔的基本参
数。
本章主要讨论传输线型的具有简单形状的谐振腔，其它型式的腔只作简单介绍。然后，将介绍一种微扰法应用于
谐振腔，以呀研究腔体的微少变形对谐振频率的影响，它不仅对加深谐振腔的理解有帮助，而且在谐振腔的设计和调
试中也有实际的应用。最后，对腔的激励和耦合作简要的介绍。