基于箔片介导的耗散耦合微波腔体的等效电路模型及其增强相位响应

我们构建并验证了描述通过薄金属箔片相互连接的三个微波腔体之间相互电阻耦合的等效电路模型。每个腔体均表示为浸入式 LCR 电路，而箔片充当介导能量交换的耗散界面。这种耦合机制产生干涉效应，当输入腔体幅度和相位平衡时，可产生可控的共振島。这种行为无法通过标准微波天线探针实现。所有三个腔体均工作于 TM$_{010}$ 模式，其中两个输入腔体通过薄铜箔分别激励第三个腔体。推导了这些箔片在该几何结构下的相互电阻和耦合系数的解析表达式。在平衡条件下，出现锐利的共振島，其在输出腔体共振频率处的相位灵敏度接近数量级提升，符合模型预测。实验提取的相互耦合系数 $\Delta_{13}=(5.00\pm0.01)\times10^{-6}$ 和 $\Delta_{23}=(4.10\pm0.01)\times10^{-6}$ 均在由箔片电磁属性推导的计算范围 $\Delta_{n3}\approx(1\text{--}48)\times10^{-6}$ 内，其中误差主要来自对箔片厚度 $(9\pm1)\,\mu\mathrm{m}$ 的估计。这些结果确认电阻耦合可跨越金属界面多个皮肤深度发生，为工程多腔体系统中的受控干涉提供了新方法。该方法的潜在应用包括精密微波实验、相位敏感探测以及基本电磁相互作用的测试。