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微波介质谐振器自动检测与激光微调

杨国山  
【摘要】: 新型的介质陶瓷材料具有介电常数高、介质损耗低、温度系数小等优点。介质陶瓷制作的微波介质谐振器是现代微波电路的关键元器件,在缩小电路体积、降低电路损耗、提高电路稳定性上起着关键性作用。微波介质谐振器构成的介质滤波器、介质天线、介质稳频振荡器等微波电路的主要元器件,广泛应用于移动通信、卫星广播、GPS导航等领域。 谐振频率是微波介质谐振器的主要参数之一。本文分析了常见的介质谐振器谐振频率的求解方法:等效介电常数法、模匹配法、有限差分法等,提出采用亥姆霍兹方程的等价泛函,结合MATLAB中的偏微分方程的有限元求解工具箱,求解轴对称结构介质谐振器谐振频率和品质因数的方法。实例求解了介质基板上的介质谐振器谐振频率和无载品质因数,与多篇文献中采用不同方法的计算结果进行了比较,验证了本文方法的正确性。 谐振频率的微调是微波电路制作的必备过程。本文介绍了文献上的多种谐振频率微调方法,并通过计算带调节杆的介质基板上的介质谐振器谐振频率和导体品质因数,分析了谐振频率的调节范围与电路性能的关系。采用有限元法对介质谐振器激光微调后的谐振频率变化量进行了理论计算及分析,从理论上及实际微调中验证了激光微调介质谐振器的可行性及其优势。 谐振频率的自动、快速、精确检测是介质谐振器生产过程中的关键环节。本文研制了一套自动检测与微调介质谐振器谐振频率的系统。通过检测装置的自动控制和检测软件的有效配合,实现了检测与微调的自动化。同时编写了不同的测试程序,该自动检测装置还用于介质谐振器温度系数的快速检测,有效提高温度系数的检测效率。


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