若将一个介质棒变成一个环,令其首尾相连接,并使连接处电磁波有相同相位,该电磁波就能在环内循环传输,成为一个行波环。如果介质损耗非常小,循环时间就很长,于是电磁波被“禁锢”在介质环内,成为一个环形介质谐振器。介质环的最小平均周长,应该是被导波的一个波导波长。上述的谐振条件并未对介质环的形状加以任何限制,所以环可以是圆的,方的或者其他任意形状。此外,环的内径大小对谐振来说也不是实质性的,内径缩小至零,照样能维持谐振,储存电磁能量。文献综述
最常用的介质谐振器的形状有矩形,圆柱形和圆环形三种,前两种用的更普遍。矩形介质谐振器的工作模式主模是TE11δ模,圆柱形的有TE01δ模。
2.3 圆柱体介质谐振器的特性分析
分析研究介质谐振器的方法有好几种,如完全磁壁法、混合磁壁法、开波导法、变分法突变端法以及高介电常数的场展开法等等。这些方法的主要差别表现在如何给其数学模型,即如何描绘介质谐振器内外的电磁场分布上。完全磁壁法和混合磁壁法的优点是简单直观,但磁壁模型对介质界面是比较粗糙的近似,所以用这两种方法计算出的谐振频率,精度较差,只有百分之几,甚至百分之十几。开波导法稍复杂些,但精度较高,约为3%左右。其余方法则更复杂些,但精度更高,一般在1%以内。在微波电路中,通常用混合磁壁法或开波导法来计算谐振频率以满足需要,因为利用电路中的频率微调措施,可将其调整到正确的频率上。
圆柱形介质谐振器的场分布和谐振频率的分析方法,基本上与矩形谐振器的分析法方法相类似,这里只介绍开波导法。