此后，介质谐振器的理论工作和实际应用得到突破性飞速发展。随着材料工艺的不断发展，介质谐振器的理论和应用方面不断进步。在理论上例如谐振频率、Q值的计算等。在应用方面则是通过介质谐振器制作滤波器、稳频固态源、鉴频器等。如今由介质谐振器构成的商品化电子元器件性能优异，种类繁多。

1。3  论文研究内容及意义

介质谐振器的应用非常广泛，可用于介质谐振器滤波器、鉴频器、多工器、稳频微波固态源等多种微波电路。这些电路又应用于雷达、通信、制导、导航等。目前，国内虽然这方面的工作比美、日等国的起步要晚，但近年来对用于制备介质滤波器的微波介质材料的研究已经取得巨大进展。不过介质谐振器的设计则相对较为不足，从事微波工程和电路工程的技术人员，有必要了解学习有关介质谐振器的相关知识。同时，HFSS作为业界公认的三位电磁场设计和分析的工业标准，也有必要学习和使用。正因如此，本课题的研究才更有意义。

1。4  论文的主要工作及结构安排

章节安排如下

第一章，对微波介质谐振器的发展历史和如今的发展趋势进行了调研。

第二章，介绍了介质谐振器的基本原理以及谐振器的主要参数，如介电常数，谐振频率，尺寸，Q值参数，温度系数，介质材料等，并分析了各个参数之间的关系和对谐振器性能的影响。

第三章，介绍了HFSS软件，并以HFSS软件为平台，以前文的理论分析为基础进行了一个介质谐振器的设计与仿真。并完整的介绍了设计过程，包括设计指标制定，设计思路，通过HFSS的建模与仿真，参数的调试。

第四章，对全文做了归纳性总结。

2  介质谐振器

2。1 介质谐振器的工作原理

我们从金属波导与谐振腔理论着手，对介质谐振器原理逐步展开分析和研究。

我们传输电磁波的目的有两个，传输电磁能量或者传输电磁信号。而传输电磁能量或电磁信号的途径有两类，在空气中的传播或者沿波导系统的传播。一开始我们利用的是低频电磁波，采用了双线传输线。然而随着使用频率越来越高，双线传输线的传输损耗以及辐射损耗也急剧增加，不足以满足人们的需求。于是为了应对随频率升高而不断升高的辐射损耗，我们发明了了同轴线结构。同轴线需要内外两根导体，同轴线中所采用 模进行传输，从而导致到了频率更高时内导体的损耗将会变得非常严重。后来在微波频段的研究中，我们发现用一根中空的金属管来传输电磁波是可行且非常方便的，并且改用或模。由此，金属波导诞生了。我们从这个背景入手，来解释介质谐振器的工作原理。

金属波导的金属壁是电磁波的良导体，因此电磁波在沿着金属波导传播时难以避免的产生电磁波损耗，从而随着传播不断衰减。我们把用一个短路面或开路面包围形成一个封闭的电磁系统称为谐振系统。为了得到这样的谐振系统，我们可以用导电性能良好的导体材料拟造短路面的边界条件从而达到和段路面同样的效果。众所周知，金属有着良好导电性，如果选择金属导体作为材料形成的封闭电磁系统，我们把它称之为金属壁的谐振腔。论文网

金属有很的高导电率，但如果假想有那么一种材料，它的导电率很高接近无穷，电阻率很低甚至接近零，我们把这种假想的导体称为理想导体。如果用这种理想导体作为材料制成谐振系统的短路面，我们在电磁理论中把他称之为电壁。在这样的理想导体曲面上，电场垂直于短路面，磁场平行于短路面，于是当电磁波入射到电壁上时将会被完全反射回来，不会穿透电壁，也就不会产生电磁损耗。因此，在用电壁围成的一个理想封闭腔中，一旦有电磁波射入，电磁波将在理想封闭腔的电壁上不断反射，从而在理想封闭腔内形成电磁驻波，发生电磁谐振现象。此时即使外部停止向理想封闭腔内发射电磁波，由于没有电磁波穿透电壁，已经建立起来的电磁振荡仍将持续下去而不会衰减。由此可见电壁空腔是一种谐振器，这种谐振器能够让电磁波按一定频率在其中振荡。由此推论，即使用非理想的导体壁构成的空腔，也会具有电壁空腔的类似特性，区别是除了反射还会有部分电磁波透射出空腔。所以这样制成的空腔中，一旦外部停止入射电磁波，其内部已建立起来的电磁振荡不会长期的持续下去，而是随着不断有电磁波的透射而衰减，最后停止，出现阻尼振荡现象。那么如何用真实的材料制成不衰减或者衰减很慢的谐振系统呢？