章三妹等

摘 要：微波諧振腔在無線通信領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。在簡要微波諧振腔的基礎(chǔ)上，給出了用程序求解諧振模式數(shù)的方法，并利用C++實現(xiàn)了對給定尺寸矩形諧振腔模式數(shù)的求解。

關(guān)鍵詞：微波諧振腔；模式數(shù)；C++

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2163（2014）06-

Abstract： Microwave？resonators are widely used in？the field of wireless communication.？Based on a brief？introduction of？microwave？resonators，？a method？for solving resonator mode number by programming is presented，？and？C++ is used to realize the？solution to？rectangular waveguide cavity？mode number of a given size.

Keywords： Microwave？Resonators； Resonator Mode Number； C++

0引 言

由于在UHF波段（300MHz-3GHz）以及更高的頻段，電路的幾何尺寸與工作波長相比擬，電路將成為一個輻射源而對其它的電路與系統(tǒng)形成干擾。因此，一般的集中參數(shù)元件在此頻段即失去了使用價值。諧振腔可將電磁波完全約束在金屬導(dǎo)體密閉的空腔內(nèi)，同時整個大面積的金屬表面又為電流提供通路，因而是一種適用于UHF以及更高頻率的諧振元件，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于無線通信領(lǐng)域，包括濾波器、振蕩器、頻率計和可調(diào)諧放大器中[1-4]。諧振模式數(shù)的定量分析，有助于對整個諧振腔本征模等特征的測度與把握。然而，求解諧振模式數(shù)目涉及到復(fù)雜的公式，手工計算難于實現(xiàn)。基于此，本文給出了用程序求解諧振模式數(shù)的方法，并用C++做了算例分析。

1 微波諧振腔

常見的微波諧振腔主要有矩形波導(dǎo)諧振腔、圓波導(dǎo)諧振腔；按是否加載介質(zhì)，又可分為空腔諧振腔和介質(zhì)諧振腔。分析諧振腔的方法，一般從對應(yīng)的波導(dǎo)模型入手，將諧振腔視為沿傳播方向兩端密閉的波導(dǎo)，從而由波導(dǎo)的相應(yīng)公式進(jìn)行類比分析。矩形諧振腔模型即如圖1所示。

4結(jié)束語

通過將矩形波導(dǎo)和矩形諧振腔的類比，介紹了矩形諧振腔場分量、諧振頻率、諧振波長等的確定方法。將諧振腔諧振模式數(shù)量的確定問題帶限定條件的轉(zhuǎn)化不等式的求解問題，一并采用C++完成了算例分析。文中所述分析過程及例子，僅涉及到矩形諧振腔的分析，但所用思想對其它類型的諧振腔問題也同樣適用。

參考文獻(xiàn)：

[1] SUN Z， FAY P， A dielectric-filled cavity-backed dipole antenna for Microwave/Millimeter-wave applications， in Microwave Symposium Digest， 2006[C]//IEEE MTT-S International. 2006：206–209.

[2] LIN S L， HANSON G W. An efficient full-wave method for analysis of dielectric resonators possessing separable geometries immersed in inhomogeneous environments [J]. IEEE Trans. Microw. Theory Tech.Jan. 2000， 48（ 1）： 84–92.

[3] SINGH Y K， CHAKRABARTY A. A novel technique to estimate complex permittivity of low-loss dielectric materials in gigahertz frequency band [J]. IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. Feb. 2011，18（1）： 168–175.

[4] GIL J， PEREZ A M， GIMENO B， et al. Analysis of cylindrical dielectric resonators in rectangular cavities using a state-space integral-equation method[J]. IEEE Microw. Wirel. Components Lett. Dec. 2006， 16（ 12）： 636–638.

[5] 謝處方，饒克謹(jǐn)，等.電磁場與電磁波（第4版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[6] David M P. Microwave Engineering， 3rd Edition[M]. Wiley， New York， USA，？2004.

[7] 鄭莉. C++語言程序設(shè)計（第4版）[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2007.