早在30年代就发现可以用高介电常数介质材料制成的介质棒导行微波频率的电磁波。假使将这种介质棒弯成一个介质换环，相接处波的相位相同，那么该介质棒内导行电磁波就能够在环内进行循环传输，成为一个行波环。但介质的损耗依然存在。介质损耗越小这种循环的持续时间越长，假使我们能找到一种介质损耗足够小的材料，循环时间就可以足够长，足够到成为一个环形介质谐振器。由于相接处波的相位要相同，介质环的最小平均周长应该是被导波的一个波导波长。但从上述分析中发现我们并未对介质环的形状加以任何限制，所以理论上来说环的形状可以是不固定的，可以是圆形、矩形或者其它任意形状。此外，上述理论中我们并没有对环的内径大小做出限定，所以可以无限缩小甚至为零，那么就变成了一个圆柱谐振器。

由此可见，介质谐振器本质是一块高介电常数、低损耗、有优异温度系数的电介质材料，它起小型微波谐振腔的作用。

2。2 影响介质谐振器性能的条件

2。2。2 介电常数、谐振频率与尺寸

介质材料的介电常数、谐振频率以及它的尺寸，这三个参数相互影响，相互制约。介质材料的介电常数是一个固定值，所以当使用某种固定的微波介质材料制作出介质谐振器时，介质谐振器的介电常数也同时固定了，此时它的谐振频率大小由它的尺寸来决定的。另外，介质谐振器的尺寸大小和构成它的微波介质材料的介电常数频率成反比，也就是说，微波介电常数频率越高，谐振器尺寸就会越小。而根据微波传输理论：在介质体内进行微波振荡传输，谐振器的尺寸和谐振器的谐振模式没有任何关系，范围大概在到的整数倍之间。在介质内传播时微波的波长入和它在自由空间内传播时的波长的关系如下式：

                              （2-1）

其中为自由空间波长，介质谐振腔内的电磁波波长随介电常数变化而变化，当介电常数越来越大的时候，谐振腔内的电磁波会越来越小，因此，当频率相同的时候，使用介质材料制作的谐振器的腔体要比一般的同轴谐振腔体小得多。因此可以得出，谐振器的尺寸大小和介质材料的介电常数呈反相关，当介质材料的介电常数越大，则谐振器的尺寸会越小。在空间技术逐步发展，电子器件趋向于小型化的趋势下，使用高介电常数的微波介质材料从而使得谐振器有较小的尺寸非常有必要。

2。2。2 品质因数Q

介质谐振器有很多反映性能的参数，其中最重要最具有概括性的就是品质因数Q值

                           （2-2）

上式中，是谐振频率；是谐振器储存的总电磁能量；是功率损耗。

其中是所有功率损耗的总和。对于单独的介质谐振器包括介质谐振器的介质损耗和辐射损耗。而对于电路中的介质谐振器，除介质损耗和辐射损耗外，还要有必要考虑周围环境中存在的其他介质损耗和导体损耗。于是介质谐振器的无载Q值可写作：

                          （2-3）

其中为介质损耗，为导体损耗，为辐射损耗。

上式 公式（2-3）亦可写成：

                        （2-4）

是由全部介质损耗所确定的，当排除其他介质损耗时，如公式（2-5）Q值就可以很简单的近似等于等于介质谐振器介质材料的损耗角正切值的倒数，即 基于HFSS的介质谐振器设计(4):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_88403.html