什么是空腔谐振器和一个用于PCB设计是怎样的

一提起这个词的空腔和我们大多数人畏缩的想法牙根,洗牙,牙齿保险延伸到其局限性。或者,它可能会更糟,“搜索”这个词之前,这个词“腔”,这是对这个可怜的绅士一些地方在飞行前检查排在我的前面。我不确定是什么原因促使TSA删除他,但他脸上的表情是无价的。

现在在电子产品领域,这个词腔不会引起诸如“哦不奉承和面部表情。“我猜因为发人深省的文字像谐振器发生或者微波和射频之前这样的词。

在这两种情况下,空腔谐振器是一种特殊的谐振器,由一个封闭的范围或闭合的金属结构电磁场微波频段的频谱。在接下来的几个段落,我们将讨论什么是空腔谐振器,其功能,在电子领域的应用。

空腔谐振器是什么?

空腔谐振器的定义是一个电子设备组成的空间通常由金属墙壁封闭在共振电磁场可能会兴奋,提取用于微波系统。它也有一个明显的倾向于在一个或多个振荡频率,和一个典型的最高幅度。此外,这些频率由维度和质量,或由其他品质如音响、电磁、电。

空腔谐振器包括一个外壳的尺寸一个中空的空间决定了共振频率。总之,一个较高的自然谐振腔振荡振幅频率比其他波长(共振频率)。一般来说,许多源于共振频率一个物理系统展览超过一个自由度(自由度)。

相比之下,一个调谐LC(电感/电容)电路有约束的局限性限制到一个单一的窄光谱带。总的来说,电子电路,在更高的频率,不合适的谐振器。这是由于衰减带来的平行电容。因此,例如,微波发射器使用空心金属波导系统的一部分而不是盒子。

空腔谐振器的功能

大多数的谐振腔是由关闭或短路波导或high-permittivity介电材料的部分。就功能而言,电磁能量的存储发生共振腔内本身。此外,唯一的损失的能量是由于空腔墙的有限电导率和介电材料的填充腔损失。

在每一个腔,你会发现相互关联的多个共振频率的电磁场模式,保持所需的边界条件在墙上的洞。由于这些边界条件必须满足共振(切向电场必须零空腔墙),由此可见,空腔长度,它必须是一个整数倍数的半波共振。

因此,您可以考虑共振腔,波导相当于短路半波传输线谐振器。质量因素或谐振腔的品质因数是一个无量纲参数,描述了欠阻尼的振荡器或谐振器。总之,峰值能量的比值在谐振器的振荡周期能量损失/时间或周期的弧度。或者,Q值的比值是一个谐振器的中心频率带宽,当振荡驱动力。此外,它可以使用空腔微扰理论计算和存储电和磁场能量的表达式。

腔中的电磁场感到兴奋通过一个外部连接。外部电源耦合腔通常是通过一个小孔,小丝探针或循环。外或外部耦合结构影响腔性能,这是一个必须考虑在整体分析。

通过峰值能量储存的电子设备可能需要一个空腔谐振器。

空腔谐振器的使用应用程序

有多个应用程序使用的各种类型的共振腔。例如,在电子、microwave-cavities空组成的金属盒子用于微波发射器,接收器,控制频率的测试设备。作为参考,微波频率范围从1 GHz与各自的波长的30到1000 GHz 0.03厘米。此外,这个光谱域由几种通信系统应用在民用和军用领域都很重要。

另一种类型的空腔谐振器是声学空腔谐振器或亥姆霍兹共振器。操作上来说,它产生的声音通过空气振动腔开放,和正在使用滤音器元素。

如前所述,在谐振器可以是电磁振荡或机械,这包括声。一般来说,它的应用程序可以被用来产生一波又一波的特定频率或选择特定的(特定的)从一个信号频率。例如,乐器使用声谐振器,产生声波的确切或准确的音调。另一个例子是石英晶体用于电子设备,如无线电发射器和石英手表产生振荡频率的定义。

类型的空腔谐振器和他们的运作方式

微波或射频腔谐振器的选择类型,组成的一个封闭或限制新兴市场领域主要是密封的金属结构在微波频段的频谱。这种结构充满了介电材料或空洞。在操作期间,这些微波反射在空腔墙向前和向后。在共振频率,他们加强形成驻波。

腔的功能类似于一个音箱或风琴管,振动优先在一系列的频率,其共振频率。因此,它作为带通滤波器,允许特定频率的微波通过而阻止微波在附近的频率。如果您熟悉汽车音响低音炮音箱,这是相同的带通低音炮箱体的工作原理。

微波腔也就类似于一个谐振电路在频率极低损耗的操作。从而,导致问因素多达106个,相比102年电路由单独的电容和电感在类似的频率。微波腔中理想的发射器,使用振荡器,和过滤器。当被用作过滤器,其主要功能是分隔符在指定频率的信号。

射频蛀牙也可以操纵带电粒子通过运用加速电压。因此,他们非常适合在粒子加速器和微波真空管等极超短波和磁控管。

如果你知道如何使用射频带通滤波器,它可以帮助在空腔谐振器应用到项目,如引擎的设计。

空腔谐振器的各种应用程序是巨大和广泛。他们是否在使用频率过滤器、带通,或者放大,他们提供调谐电路无法实现的功能。这也意味着,他们是今天我们的许多设计的重要组成部分。

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