谐振腔品质因数的测量主要采用扫频测量，包括传输法和反射法^[7]，单端口谐振腔的端口特性常采用反射系数法进行测算，目前常用反射系数计算法、修正标量反射系数法、以及反射系数相位法等。反射系数法利用半功率点带宽得到有载品质因数^[8]，并通过耦合系数、有载品质因数以及无载品质因数之间的关系的计算得到无载品质因数，该方法由于测量的反射系数曲线在外部测量电路的影响下易发生扭曲，导致半功率点处的带宽大于实际带宽，造成测量的无载品质因数小于实际值。针对这一问题，西北工业大学的韦高提出一种结合了驻波比点测量法的修正标量反射系数法^[9]，根据谐振频率点处和谐振频率点附近任意频率所对应的带宽、驻波比与该谐振腔无载品质因数之间的关系得到无载品质因数值，该方法在计算过程中需要通过在谐振腔中填加少量吸波物质来判断耦合系数值，这也就导致了该方法的不便性。反射系数相位法^[10,11]通过寻找反射系数相位曲线在90度相位点处所对应的频带带宽计算外部品质因数，并利用有载、无载、外部品质因数的关系直接获得无载品质因数，但对于单点滤频的谐振腔来说，要么其在90度相位点处的带宽过窄，要么其相位变化过小，即不存在90度相位点，无法利用该方法进行外部品质因数的测算，导致该方法的失效。

针对这些问题，本文结合传统的-3dB反射系数法和修正标量反射系数法的优缺点，提出了一种能够快速准确的测量单端口谐振腔无载品质因数的测算方法。分析了群时延与耦合系数的关系，通过MATLAB对数据进行快速处理得到耦合系数值并进一步计算得到无载品质因数。本文采用ANSYS Electronics Desktop软件设计了一种应用于大气折射率测量的单端口通风谐振腔，针对仿真设计的不同耦合孔尺寸，利用不同测算方法进行无载品质因数测量和计算。对设计的不同谐振腔进行加工测算，验证本文测算新方法的准确性。

1理论分析及方法

1.1微波谐振腔品质因数理论

谐振腔的固有品质因数是腔体的品质因数的理论值，它描述的是理想的、孤立的谐振腔所具有的储能和选频能力。无载品质因数是唯一判断单个谐振腔选频能力的参数。