微波技术同轴谐振腔幻灯片.ppt

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1、微波技术同轴谐振腔第1页，共30页，编辑于2022年，星期六同同轴轴线线和和微微带带线线分分别别工工作作于于 TEM 模模和和准准 TEM 模模，因因此此由由它它们们所所构构成成的的谐谐振振腔腔具具有有工工作作频频带带宽宽、振振荡荡模模式式简简单单和和场场结结构构稳稳定等优点。定等优点。一、同轴线谐振腔一、同轴线谐振腔(Coaxial Cavity)同同轴轴线线谐谐振振腔腔共共有有三三种种形形式式：/2 同同轴轴腔腔，/4 同同轴轴腔腔和和电电容加载同轴腔。容加载同轴腔。1/2 同轴线谐振腔同轴线谐振腔 /2 同同轴轴线线谐谐振振腔腔是是由由一一段段两两端端短短路路的的同同轴轴线线构构成成的的

2、，如如图图 5.5-1 所示。所示。图图 5.5-1/2 同轴线谐振腔同轴线谐振腔 图图中中 D=2b 为为同同轴轴腔腔的的外外导导体体的的内内直直径径，d=2a 为为同同轴轴腔腔的的内内导导体直径。体直径。第2页，共30页，编辑于2022年，星期六图图 5.5-1/2 同轴线谐振腔同轴线谐振腔 为为了了满满足足腔腔的的两两端端面面为为纯纯驻驻波波电电压压波波节节点点的的边边界界条条件件，在在谐谐振振时时其其腔腔长长应应等等于于 0/2 的的整整数数倍倍，即即 l =p 0/2(p =1，2，3，)。因此，因此，/2 同轴线谐振腔的谐振波长为同轴线谐振腔的谐振波长为1)当腔长当腔长 l 一定时

3、，相应于一定时，相应于不同的不同的 p 值存在许多个谐值存在许多个谐振波长振波长 0，这种特性称为这种特性称为多谐性多谐性；2）当当谐谐振振波波长长一一定定时时，存存在在许许多多个个谐谐振振腔腔的的长长度度 l 满满足足该该谐振频率谐振频率 f0。第3页，共30页，编辑于2022年，星期六同轴腔的品质因数可由以下公式计算同轴腔的品质因数可由以下公式计算 由此可见，当外导体内直径由此可见，当外导体内直径 D 一定时，一定时，Q0 是是(D/d)的函数的函数。计计算算结结果果表表明明，(D/d)3.6 时时，Q0 值值达达最最大大，而而且且在在 2 (D/d)6 范围内，范围内，Q0 值的变化不大

4、值的变化不大。2/4 同轴线谐振腔同轴线谐振腔 /4 同同轴轴线线谐谐振振腔腔是是由由一一段段一一端端短短路路，一一端端开开路路的的同同轴轴线线构构成的，如图成的，如图 5.5-2 所示所示。第4页，共30页，编辑于2022年，星期六图图 5.5-2/4 同轴线谐振腔同轴线谐振腔 /4 同同轴轴线线谐谐振振腔腔的的开开路路端端是是利利用用一一段段处处于于截截止止状状态态的的圆圆形波导来实现的。形波导来实现的。根根据据两两端端面面边边界界条条件件，在在谐谐振振时时，其其腔腔长长等等于于 0/4 的的奇奇数数倍倍，即即 l =(2p 1)0/4 (p =1，2，3，)。因此，因此，/4 同轴线谐振

5、腔的谐振波长为同轴线谐振腔的谐振波长为 /4 同轴线谐振腔的品质因数为同轴线谐振腔的品质因数为 /4 同同轴轴线线谐谐振振腔腔与与 /2 同同轴轴线线谐谐振振腔腔的的差差别别仅仅在在于于它它少少一个端面的导体损耗。一个端面的导体损耗。第5页，共30页，编辑于2022年，星期六 /2 和和 /4 同轴线谐振腔的横向尺寸的选择应由下列条件确定：同轴线谐振腔的横向尺寸的选择应由下列条件确定：(1)为保证为保证同轴线谐振腔同轴线谐振腔工作工作于于 TEM 模模而不出现高次模要求而不出现高次模要求(d D)/2 0min 即即 (a b)0min (2)为保证为保证同轴线谐振腔有较高的同轴线谐振腔有较高

6、的 Q0 值，应取值，应取2 (D/d)6 即即 2 (b/a)6 (3)对对于于 /4 同同轴轴线线谐谐振振腔腔还还要要保保证证开开路路端端的的圆圆形形波波导导处处于于截截止止状态，应要求：状态，应要求：1.71D 0min，即，即 3.41b 0min。同同轴轴线线谐谐振振腔腔主主要要用用于于中中、低低精精度度的的宽宽带带波波长长计计及及振振荡荡器器、倍频器和放大器等。倍频器和放大器等。第6页，共30页，编辑于2022年，星期六3电容加载同轴线谐振腔电容加载同轴线谐振腔 电容加载同轴线谐振腔的结构和尺寸关系如图电容加载同轴线谐振腔的结构和尺寸关系如图 5.5-3 所示。所示。图图 5.5-

7、3电容加载同轴腔电容加载同轴腔 电容加载同轴线谐振腔的等效电路如图电容加载同轴线谐振腔的等效电路如图 5.5-4 所示。所示。图图 5.5-4电容加载同轴腔的等效电路电容加载同轴腔的等效电路 从从等等效效电电路路可可以以看看出出，其其内内导导体体的的间间隙隙部部分分可可看看作作为为一一个个集集中中电电容容，而而其其余余部部分分可可看看作作一一段段终终端端短短路路的的同同轴轴线线，因因此此称称它它为为电容加载同轴线谐振腔。电容加载同轴线谐振腔。第7页，共30页，编辑于2022年，星期六图图 5.5-3电容加载同轴腔电容加载同轴腔 图图 5.5-4电容加载同轴腔的等效电路电容加载同轴腔的等效电路

8、谐谐振振电电路路的的谐谐振振条条件件是是：谐谐振振时时在在某某一一参参考考面面上上，电电路路的的总总电纳应等于零，即电纳应等于零，即 B(f0)=0。在在图图 5.5-4 所所示示的的等等效效电电路路中，对于参考面中，对于参考面 AA，应该有，应该有求解上式给出的方程即可确定谐振频率求解上式给出的方程即可确定谐振频率 f0。第8页，共30页，编辑于2022年，星期六图图 5.5-4电容加载同轴腔的等效电路电容加载同轴腔的等效电路 等等效效电电路路中中集集中中参参数数的的电电容容 C 由由两两部部分分组组成成：一一部部分分是是由由内内导导体体端端面面与与端端壁壁构构成成的的平平板板电电容容，另另

9、一一部部分分是是由由内内导导体体侧侧面面与与端端壁构成的边缘电容。壁构成的边缘电容。图图 5.5-5 给出了内导体端面与端壁之间电容的示意图。给出了内导体端面与端壁之间电容的示意图。图图 5.5-5电容加载同轴腔的电容加载同轴腔的边缘电场线边缘电场线作作为为定定性性分分析析，假假设设图图 5.5-5 中中边边缘缘电场线为电场线为 1/4 圆弧圆弧。第9页，共30页，编辑于2022年，星期六图图 5.5-5电容加载同轴腔的电容加载同轴腔的边缘电场线边缘电场线内导体端面与端壁之间平板电容内导体端面与端壁之间平板电容可按下式来计算：可按下式来计算：假设边缘电场线为假设边缘电场线为 1/4 圆弧圆弧的

10、边缘电容可按下式近似计算：的边缘电容可按下式近似计算：等等效效电电路路中中集集中中参参数数的的电电容容 C 为为两部分之和，即两部分之和，即C=C1 C2第10页，共30页，编辑于2022年，星期六图图 5.5-5电容加载同轴腔的电容加载同轴腔的边缘电场线边缘电场线C=C1 C2求求出出等等效效的的集集中中参参数数电电容容 C 之之后后，可可以以从从上上面面余余切切函函数数方方程程解出解出 l 的长度。的长度。因因为为三三角角函函数数是是周周期期函函数数，所所以以当当 l 和和 C 一一定时，存在有许多个谐振频率定时，存在有许多个谐振频率 01，02，。另另一一方方面面，如如果果给给定定 0

11、和和 C，则由上式可求得谐振腔的长度则由上式可求得谐振腔的长度上式中，上式中，p=0，1，2，。第11页，共30页，编辑于2022年，星期六C=C1 C2但但是是，由由于于上上式式是是关关于于圆圆频频率率 0 的的超超越越方方程程，因因此此只只能能通通过过图图解解方方法或者通过计算机来求解。法或者通过计算机来求解。由由于于 0 arctan(1/0CZ0)/2，所所以以 l 0 /4，也也就就是是说说集集中中电电容容的的存存在在将将使使谐谐振振腔腔的的长长度度要要比比没没有有电电容容存存在在时时的的 /4 同同轴轴线线谐谐振振腔来得短，腔来得短，且且 C 越大，越大，l 越越短。短。因因 此此

12、，这这个电容被称为个电容被称为“缩短电容缩短电容”。电容加载同轴线谐振腔主要应用于振荡器和混合式波长计中。电容加载同轴线谐振腔主要应用于振荡器和混合式波长计中。第12页，共30页，编辑于2022年，星期六第第 5 章微波谐振腔章微波谐振腔5.6谐振腔的调谐、激励与耦合谐振腔的调谐、激励与耦合一、谐振腔的调谐一、谐振腔的调谐二、谐振腔的激励与耦合二、谐振腔的激励与耦合第13页，共30页，编辑于2022年，星期六一、谐振腔的调谐一、谐振腔的调谐谐振腔调谐方法：谐振腔调谐方法：1 1）活塞调谐法；）活塞调谐法；2 2）微扰法）微扰法。活活塞塞调调谐谐法法的的原原理理非非常常简简单单，调调整整谐谐振振

13、腔腔柱柱体体的的高高度度 l，谐振波长就发生变化谐振波长就发生变化TEM 波波TE 波、波、TM 波波本节只讨论本节只讨论微扰法微扰法。当当谐谐振振腔腔的的腔腔壁壁有有微微小小变变化化，或或填填充充的的介介质质有有微微小小的的变变化化时时，谐谐振振频频率率将将发发生生微微小小的的变变化化。通通过过这这种种微微调调谐谐振振腔腔频率的方法称为频率的方法称为微扰法微扰法。微微扰扰理理论论研研究究能能量量变变化化与与频频率率变变化化之之间间的的关关系系，而而不不去去研研究究微扰引起的场分布变化。微扰引起的场分布变化。第14页，共30页，编辑于2022年，星期六 1腔壁微扰腔壁微扰当腔壁受到微扰时，由电

14、磁场理论可得以下关系当腔壁受到微扰时，由电磁场理论可得以下关系上式中，上式中，为微扰后的谐振频率为微扰后的谐振频率；0 为微扰前的谐振频率为微扰前的谐振频率；v 为为体体积积变变化化，当当腔腔壁壁内内凹凹时时，v 0；由由微微扰扰关关系系公公式式可可知知，对对于于内内向向微微扰扰，因因为为 v 0 0，即频率升高；，即频率升高；而而当当腔腔壁壁变变化化发发生生在在强强电电场场、弱磁场区域即时，弱磁场区域即时，0 0 0 0，即频率降低。，即频率降低。第15页，共30页，编辑于2022年，星期六 v 0 0，即频率升高，即频率升高 v 0，0 0 0 0，即频率降低。，即频率降低。对于外向微扰其

15、结论恰好与上面相反。对于外向微扰其结论恰好与上面相反。表表 5.6-1 给出了频率随谐振腔壁变化的情况。给出了频率随谐振腔壁变化的情况。表表 5.6-1腔壁微扰时频率的变化腔壁微扰时频率的变化微扰性质微扰性质微扰区域微扰区域内向微扰内向微扰(v 0)强磁场强磁场弱电场弱电场 0 0弱磁场弱磁场强电场强电场 0第16页，共30页，编辑于2022年，星期六圆柱形谐振腔的圆柱形谐振腔的 E010 模电磁场分布如图模电磁场分布如图 5.6-1 所示。所示。图图 5-6-1圆柱形谐振腔圆柱形谐振腔 E010 模场分布模场分布 使使这这部部分分壁壁在在机机械械压压力力下下向向内内或或向向外外有有一一微微小

16、小变变形形，就就可可改改变变它它的的谐谐振频率。振频率。如果将其上底和下底的中央部分做成具有弹性的壁，如果将其上底和下底的中央部分做成具有弹性的壁，因因为为在在强强电电场场即即弱弱磁磁场场区区域域微微扰扰，当当腔腔壁壁向向外外扩扩张张时时谐谐振振频频率率 上上升升，当当腔壁向内压缩时谐振频率腔壁向内压缩时谐振频率 下降下降。注注意意，如如果果腔腔的的上上下下底底整整个个地地向向内内或或向向外外变变化化，其其谐谐振振频频率率 将不变化。将不变化。因因为为圆圆柱柱形形谐谐振振腔腔 E010 模模的的谐谐振振波波长长 0=2.62R，与与柱柱体的高度体的高度 l 无关无关。第17页，共30页，编辑于

17、2022年，星期六2介质微扰介质微扰若若在在谐谐振振腔腔中中一一小小区区域域 v 内内介介质质参参数数由由 ，改改变变为为 和和 ，则有，则有上上式式中中，E1，H1 分分别别为为微微扰扰前前的的场场量量，是是谐谐振振腔腔内内总总的的平均电磁能平均电磁能量。量。上上式式表表明明，在在谐谐振振腔腔内内，和和 的的任任何何增增加加都都将使频率降低。将使频率降低。上面的讨论也适用于波导，只要将谐振频率换成截止频率即可。上面的讨论也适用于波导，只要将谐振频率换成截止频率即可。当当只只考考虑虑波波导导的的横横截截面面时时，则则可可以以把把波波导导的的横横截截面面看看作作一一个个“二二维维的的谐谐振振腔腔

18、”在在其其横横方方向向谐谐振振，“谐谐振振频频率率”就就是是波波导导的的截截止频率止频率 fc。因因为为沿沿传传播播方方向向是是行行波波，所所以与以与 fc 无关。无关。第18页，共30页，编辑于2022年，星期六把把波波导导的的横横截截面面看看作作一一个个“二二维维的的谐谐振振腔腔”在在其其横横方方向向谐谐振振，“谐振频率谐振频率”就是波导的截止频率就是波导的截止频率 fc。若若用用谐谐振振腔腔微微扰扰的的观观点点来来看看，当当波波导导的的横横截截面面发发生生变变化化时时，相相当于谐振腔壁发生变化，因此必定引起截止频率当于谐振腔壁发生变化，因此必定引起截止频率 fc 的变化。的变化。图图 5

19、.6-3 给出了圆角对矩形波导的影响。给出了圆角对矩形波导的影响。图图 5.6-3圆角对矩形波导圆角对矩形波导截止频率截止频率 fc 的影响的影响 由微扰公式由微扰公式和和 TE10 模模场场分分布布可可知知，由由于于微微扰扰发发在在磁磁场场强强、电电场场弱弱的的区区域域，因因而而相相应应的的 TE10 模模的的截截止止频频率率 fc 升高。升高。第19页，共30页，编辑于2022年，星期六图图 5.6-4 给出了给出了矩形波导中加脊的情形。矩形波导中加脊的情形。图图 5.6-4脊形波导脊形波导截止频率截止频率 fc 降低降低。由由脊脊型型波波导导 TE10 模模场场分分布布可可知知，加加脊脊

20、的的微微扰扰发发生生在在强强电场、弱磁场区域，根据微扰公式电场、弱磁场区域，根据微扰公式不不过过，如如果果脊脊的的尺尺寸寸较较大大，用用微微扰扰法法计计算算出来的结果就不精确了。出来的结果就不精确了。除除了了上上述述机机械械调调谐谐外外，还还可可在在腔腔中中引引入入变变容容二二极极管管，通通过过改变在其偏压而改变电容，从而改变在其偏压而改变电容，从而实现谐振腔的实现谐振腔的电电调谐；调谐；还还可可以以在在腔腔中中引引入入 YIG 铁铁氧氧体体单单晶晶小小球球，通通过过改改变变加加在在它它上上面面的的直直流流磁磁场场来来改改变变其其谐谐振振频频率率，从从而实现谐振腔的而实现谐振腔的磁磁调谐。调谐

21、。第20页，共30页，编辑于2022年，星期六二、谐振腔的激励与耦合二、谐振腔的激励与耦合微微波波谐谐振振腔腔必必须须与与外外电电路路相相连连接接组组成成微微波波系系统统才才能能工工作作，而而且且还还必必须须由由外外电电路路中中的的微微波波信信号号激激励励才才能能在在腔腔体体中中建建立立振振荡荡；而而腔腔体体中中的的电磁振荡又必须通过耦合才能输出到外界负载上去。电磁振荡又必须通过耦合才能输出到外界负载上去。由由于于微微波波元元件件电电磁磁能能量量传传输输的的可可逆逆特特性性，谐谐振振腔腔的的激励元件和耦合元件的结构和工作特性是完全相同的。激励元件和耦合元件的结构和工作特性是完全相同的。也也就就

22、是是说说，一一个个元元件件用用作作激激励励和和用用作作耦耦合合时时所所具具有有的的特性完全相同，它们两者的差别仅在于波在其中的传输方向相反。特性完全相同，它们两者的差别仅在于波在其中的传输方向相反。对对谐谐振振腔腔激激励励(耦耦合合)元元件件的的基基本本要要求求：必必须须能能够够在在腔腔中中激激励励(耦耦合合)所所需需模模式式的的振振荡荡，而而且且必必须须能能够够避避免免激激励励(耦耦合合)其其他他不不需需要要的的干干扰模式。扰模式。谐振腔中的某些激励元件实际上就是小型的天线谐振腔中的某些激励元件实际上就是小型的天线。第21页，共30页，编辑于2022年，星期六这这些些在在腔腔体体中中某某处处

23、设设置置的的激激励励元元件件激激励励出出与与所所需需激激励励模模式式相相一一致致的的电电场场或或磁磁场场分分量量，然然后后再再由由这这个个电电场场或或磁磁场场分分量量在在整整个个腔腔中中激激励起所需模式的振荡。励起所需模式的振荡。根根据据耦耦合合激激励励方方式式的的不不同同，谐谐振振腔腔的的耦耦合合可可分分为为电电耦耦合合、磁耦合、绕射耦合和电子耦合磁耦合、绕射耦合和电子耦合。1电耦合电耦合(探针耦合探针耦合)插入谐振腔壁孔的一个小探针就是一个直天线。插入谐振腔壁孔的一个小探针就是一个直天线。探探针针的的轴轴线线方方向向和和腔腔中中所所需需模模式式在在该该处处的的电电场场线线方方向向相相一一致

24、致，因因为为这这时时主主要要是是通通过过电电场场的的作作用用来来实实现现耦耦合合的的，所所以以称称之之为为电电耦合耦合。探探针针耦耦合合常常用用于于同同轴轴线线与与谐谐振振腔腔的的耦耦合合。同同轴轴线线内导体在腔中的延伸就构成了探针。内导体在腔中的延伸就构成了探针。图图 5.6-5(a)给给出出了了同同轴轴线线与与同同轴轴线线谐谐振振腔腔的的探探针针耦耦合合，图图 5.6-5(b)给出了同轴线与矩形谐振给出了同轴线与矩形谐振腔腔 TE10p 模模的探针耦合。的探针耦合。第22页，共30页，编辑于2022年，星期六图图 5.6-5探针耦合探针耦合 探探针针耦耦合合的的强强弱弱决决定定于于探探针针

25、在在腔腔中中的的位位置置和和插插入入的的深深度度，探探针针所所在处腔中电场越强、插入深度越深，其耦合就越强。在处腔中电场越强、插入深度越深，其耦合就越强。通通常常探探针针常常装装置置在在腔腔中中电电场场最最强强处处，通通过过调调节节它它的的插插入入深深度度来来改变耦合度。改变耦合度。第23页，共30页，编辑于2022年，星期六 2磁耦合磁耦合(环耦合环耦合)如如图图 5.6-6 所所示示，插插入入谐谐振振腔腔壁壁孔孔的的耦耦合合环环相相当当于于一一个个小小环环形形天线。天线。图图 5.6-6同轴腔的环耦合同轴腔的环耦合 从从图图中中可可以以看看出出，耦耦合合环环是是由由同同轴轴线线内内导导体体

26、在在腔腔中中延延伸弯曲而成的。伸弯曲而成的。耦耦合合环环的的环环平平面面与与腔腔中中所所需需模模式式在在该该处处的的磁磁场场线线相相交交链链，因因为为这这种种耦耦合合方方式式主主要要是是通通过过磁磁场场的的作作用用实现的，所以称为实现的，所以称为磁耦合磁耦合。图图 5.6-6 中中给给出出的的是是同同轴线与同轴线谐振腔的磁耦合轴线与同轴线谐振腔的磁耦合。磁磁耦耦合合的的强强弱弱决决定定于于耦耦合合环环与与腔腔中中磁磁场场线线交交链链的的多多少少，环环所所在在处处的的磁磁场场越越强强，环环的的面面积积越越大大及及环环平平面面越越垂垂直直于于磁磁场场线线，与与环环平平面面交交链链的的磁磁通就越多，

27、耦合就越强。通就越多，耦合就越强。通通常常耦耦合合环环常常安安置置在在腔腔中中磁磁场场最最强强处处，且且环环平平面面常常与与磁场线垂直。磁场线垂直。第24页，共30页，编辑于2022年，星期六 3绕射耦绕射耦合合(孔耦合孔耦合)谐谐振振腔腔与与波波导导的的耦耦合合常常采采用用孔孔耦耦合合。这这种种耦耦合合方方式式是是利利用用谐谐振振腔腔与波导公共壁上的小孔槽来实现的。与波导公共壁上的小孔槽来实现的。耦耦合合孔孔位位置置的的选选择择应应使使孔孔所所在在处处腔腔中中所所需需模模式式的的电电场场线线或或磁磁场场线线与与波波导导中中传传输输波波型型在在该该处的同类矢量线相一致。处的同类矢量线相一致。因

28、因为为这这种种耦耦合合是是利利用用电磁波的绕射特性来实现的，所以称为电磁波的绕射特性来实现的，所以称为绕射耦合。绕射耦合。根根据据耦耦合合孔孔位位置置不不同同，可可以以是是单单一一的的电电场场线线耦耦合合或或单单一一的的磁磁场线耦合，也可以是电、磁场线耦合同时存在的混合耦合。场线耦合，也可以是电、磁场线耦合同时存在的混合耦合。第25页，共30页，编辑于2022年，星期六由由图图可可见见，在在耦耦合合孔孔附附近近矩矩形形波波导导中中，矩矩形形波波导导 H10 波波的的磁场线与圆柱腔中相应模式的磁场线是一致的磁场线与圆柱腔中相应模式的磁场线是一致的。因因此此，它它们们主主要要依依靠靠的的都都是是磁

29、磁耦耦合合。孔孔耦耦合合的的耦耦合合度度大大小小取取决决于于耦耦合合孔孔的的位位置置、大小和形状大小和形状。第26页，共30页，编辑于2022年，星期六还还应应该该指指出出，不不论论耦耦合合探探针针、耦耦合合环环的的引引入入还还是是耦耦合合孔孔的的引引入入都将引起腔谐振频率的微小改变都将引起腔谐振频率的微小改变。探探针针的的深深入入相相当当于于在在强强电电场场处处压压缩缩腔腔壁壁，根根据据谐谐振振频频率微扰的公式率微扰的公式可可知知，这这将将使使谐谐振振频频率率降降低低；而而环环的的深深入入相相当当于于在在强强磁磁场场处压缩腔壁，根据上式可知，谐振频率将升高处压缩腔壁，根据上式可知，谐振频率将

30、升高。耦耦合合孔孔的的存存在在使使腔腔中中的的电电磁磁场场向向外外扩扩展展。由由微微扰扰公公式式可可以以看看出出，如如果果孔孔在在强强磁磁场场处处，则则使使谐谐振振频频率率降降低低，如如果果孔孔在在强强电电场场处处，则则使使谐谐振频率升高振频率升高。第27页，共30页，编辑于2022年，星期六 4电子耦合电子耦合在在微微波波电电子子管管中中，谐谐振振腔腔中中的的振振荡荡是是由由电电子子束束来来激激励励的的，这这种种耦耦合方式称为电子耦合合方式称为电子耦合。在在这这种种情情况况下下，电电子子束束首首先先由由直直流流高高电电压压电电场场加加速速，随随后后让让它它通通过过谐谐振振腔腔中中电电场场集集

31、中中区区域域的的间间隙隙，使使它它在腔壁上产生高频感应电流在腔壁上产生高频感应电流。当当高高频频场场的的相相位位能能保保证证在在电电子子束束通通过过时时为为减减速速场场，则则电电子子束束就就把把部部分分动动能能交交给给腔腔中中的的高高频频场场，从从而而在在腔腔中中激激励励起起振振荡荡，这这样样就就实实现现了了直直流流能能量向高频能量的转换量向高频能量的转换。第28页，共30页，编辑于2022年，星期六 5耦合装置避免干扰模式的方法耦合装置避免干扰模式的方法为为了了使使谐谐振振腔腔中中保保持持单单一一的的模模式式，在在设设计计过过程程中中必必须须避避免免干干扰模式的影响扰模式的影响。避免干扰模式

32、的避免干扰模式的方法有方法有：(1)使使在在耦耦合合元元件件处处所所需需激激励励或或耦耦合合模模式式的的场场矢矢量量线线方方向向与与干干扰模式的场矢量线方向不同，从而使干扰模式不能被激励或耦合扰模式的场矢量线方向不同，从而使干扰模式不能被激励或耦合。(2)把把耦耦合合元元件件的的位位置置选选在在所所需需模模式式的的场场为为最最大大、而而干干扰模式的场为最小的位置附近。扰模式的场为最小的位置附近。第29页，共30页，编辑于2022年，星期六(2)把把耦耦合合元元件件的的位位置置选选在在所所需需模模式式的的场场为为最最大大、而而干干扰扰模模式式的的场场为为最最小小的的位位置置附附近近。例例如如在在图图 5.6-7(b)模模圆圆柱柱形形谐谐振振腔腔的的耦耦合合孔孔开开在在腔腔底底的的中中心心处处，这这个个位位置置模模式式磁磁场场 H 分分量量最最大大，可可以以有有效效地地激激励励，而而其其他他高高次次模模在在该该处的磁场处的磁场 H =0，因此它们都不可能被激励。因此它们都不可能被激励。第30页，共30页，编辑于2022年，星期六