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基于HFSS的介质谐振器设计(5)

时间:2022-01-15 09:47来源:毕业论文
(2-5) 是由周围导体损耗所确定的,若周围无导体,则可以不考虑。该值与谐振器形状有关,有相关实验表明,厚度为的氧化铝基片上的圆柱形介质谐振

                           (2-5)

是由周围导体损耗所确定的,若周围无导体,则可以不考虑。该值与谐振器形状有关,有相关实验表明,厚度为的氧化铝基片上的圆柱形介质谐振器,时的Q值要比时的Q值高。

是由辐射损耗所决定的Q值,若谐振器被屏蔽,则可以不考虑,这个条件实际上并不苛刻,因为绝大多数微波电路都要有屏蔽外壳。

综上所述,如果想让介质谐振器有较高的Q值,要满足一下条件:

(1)在屏蔽条件下应用。

(2)选择适当的形状比,对于圆柱形谐振器一般来说想要获得较高的Q值,它的一般选在到范围内。

(3)在电路中应选用介质损耗较低,介电常数略小的介质材料作为底座,同时要保持谐振器与金属外壳或底座之间有一个适当的距离。

2。2。3 温度系数文献综述

谐振器材料的温度系数中,以频率温度系数最为重要,因为这个参数与谐振器在电路中的应用有直接关系。

                         (2-6)

上式中,是环境温度变化;是在环境温度变化时相应的谐振频率的变化。严格地说,频率温度系数是一定的材料制成一定形状的介质谐振器的频率温度系数,而不单纯的仅仅是材料本身的频率温度系数。

2。3 介质谐振器的材料

衡量谐振器性能的好坏,主要看它的Q值和它的频率温度系数。虽然谐振器的形状对此也有影响,但主要影响还是来源于材料的性能。正如前文中对介质谐振器发展历史的描述,介质谐振器研究的发展源于材料工艺的发展进步,材料的缺陷也限制着介质谐振器的发展。

根据前文对介质谐振器各参数的说明,介质谐振器材料的选择应具备以下三个基本条件:

(1)足够高的介电常数。前文我们是用高介电常数介质环作为理想模型分析得到的介质谐振器工作原理,没有足够的介电常数,谐振器的制作也无从谈起。另外前文介电常数与尺寸关系中提到,要想谐振器小型化,介电常数要尽可能的大。

(2)低的介质损耗。介质损耗直接影响谐振器的Q值高低,而Q值是评价谐振器性能好坏的主要参数,因为谐振器的无载Q值,与材料的损耗角正切近似成反比。介质损耗太大,电磁波在振荡过程中流失电磁能量的速度就越快,谐振器就无法维持长久的电磁振荡,也就做不成谐振器。

(3)小的频率温度系数。介质谐振器属于窄带器件,它的谐振频率随周围环境温度变化很大。受于各种环境因素,温度变化是必然存在且难以人为控制的。所以频率温度系数要有严格要求,否则器件难以投入实用。前文提到的正是因为红金石有很差的温度系数,20世纪60年代介质谐振器的发展才遇到了阻碍。

一般而言,在微波波段内,相对介电常数要大于30,但是在微波底端要接近于100介质材料,在毫米波波段则需要相对介电常数在20左右的材料。应在数量级或更小,这样制成的谐振器的无载Q值能够达到10000以上或者更高。但是由于实际电路的不同,相应的谐振器Q值的指标也不完全相同。例如用于滤波器上的介质谐振器,它的Q要求就高一些,最好在6000以上,而用于一般的稳频电路的介质谐振器,它的Q值就要适当低一些,大概3000就可以了。来,自,优.尔:论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-

为了使介质谐振器的频率温度系数小于铜制谐振腔的频率温度系数,选择材料的就应该小于40,而陶瓷介质材料的优势就在此,它们的热膨胀系数一般不大于几个。 基于HFSS的介质谐振器设计(5):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_88403.html

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