3,问题所在及其分析
在解释共振槽沟的工作机制时,引用了图23-16C。我们看下图23-16。见下图。
图23-16描述了共振器件从经典LC谐振电路逐渐演变到谐振腔的渐变过渡。随着电感L和电容C的逐渐变形,它们形成了腔体,电容C体现在腔体中心电场强的地方;电感L体现在腔体边缘电流大的地方。
需要说明的是图23-16C在一定程度上是示意性的。这种分布式谐振器的腔体内部,L和C可以认为是无所不在的,只是随各个位置的场强不同而产生了重要性的区别。熟悉集总电路的人可以通过这个概要模型而快速理解它的原理。
我们尝试按图23-16C来理解一下图24-10。把23-16C的谐振腔剖开取右半并逆时针旋转,即成为下图左所示的谐振体,简化如图右。
我们看一下这种谐振体。简要来说,忽略损耗,它类似于一个并联LC谐振电路,开口在下方。LC并联谐振电路的阻抗为:
在谐振频率,b处的Z趋向无穷大。这个模型似乎无法解释图24-10。
一方面,这个谐振体在谐振频率时面向波导腔的位置b处阻抗极大。这意味着从波导腔看来,b处是电流断点,这与期望相反。
电流断点b处,可否由麦克斯韦方程的右边两项的此消彼长来接续,从而腔内磁场在b处看不到公式右边的突变呢?不行。这势必会导致dE/dt,b处左右产生了电势差。而本来无狭缝b时无限靠近并平行于金属壁积分E是零。所以,波导腔壁电流到达b点时,似乎确实无路可走,必须往上拐,不太可能像费曼所述“The high guide currents simply charge and discharge the “capacity” of the gap (at b in the figure)”。
另一方面,在这个谐振体中,图24-10的两端波导的金属搭接处a应该位于何处呢?根据几何对比,似乎应该位于上图中“L”的某处,即我画了个问号的地方。但无论在哪个地方都是不合适的。并联谐振电路的内部电流是外部端口电流的Q倍,Q是品质因子。这个内部电流在L和C之间做无功倒换。金属搭接点a若放在L的中间,那么其电流将是放在b点的Q倍量级,这显然会带来更大的损耗。