微波技术_第4章new

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1、微波技术第4章功率衰减器韩宇南•4.1功率衰减器的原理Email:hanyn@mail.buct.edu.cn•4.2集总参数衰减器教材：•4.3分布参数衰减器刘学观、郭辉萍，微波技术与天线(第二版)，西安电子科技大学出版社，西安，2006.•4.4PIN二极管电调衰减器•4.5步进式衰减器参考书：DavidM.Poza，微波工程(第三版)，电子工业出版社,北京，2006.梁昌洪，简明微波，高等教育出版社，北京，2006.廖承恩，微波技术基础，西安电子科技大学出版社，西安，1994.严肃认真、周到细

2、致、稳妥可靠、万无一失4.1功率衰减器的原理•(2)衰减量。•4.1.1衰减器的技术指标　•无论形成功率衰减的机理和具体结构•衰减器的技术指标包括衰减器的工作频带、如何,总是可以用图4-1所示的两端口网衰减量、功率容量、回波损耗等。　络来描述衰减器。　•(1)工作频带。衰减器的工作频带是指在给定频率范围内使用衰减器,衰减量才能达到指标值。由于射频/微波结构与频率有关,不同频段的元器件,结构不同,也不能通用。现代同轴结构的衰减器使用的工作频带相当宽,设计或使用中要加以注意。•图4-1中,信号输入端的功

3、率为P1,而12功率衰减器输出端的功率为P,衰减器的功率衰减量PA(dB)P212为A（dB）。若P、P以分贝毫瓦（dBm）12表示,则两端功率间的关系为•P2(dBm)=P1(dBm)-A(dB)（4-1）•即　P(mW)A(dB)=10lg2图4-1功率衰减器P(mW)11•可以看出,衰减量描述功率通过衰减器后功率的变小程度。衰减量的大小由构成衰减器的材料和结构确定。衰减量用分贝作单位,•4.1.2衰减器的基本构成　便于整机指标计算。　•构成射频/微波功率衰减器的基本材料是电阻性材料。通常的电阻

4、是衰减器的一种基本形式,由此形成的电阻衰•(3)功率容量。减网络就是集总参数衰减器。通过一定的工艺把电阻材料•衰减器是一种能量消耗元件,功率消耗后变成热量。可以想象,放置到不同波段的射频/微波电路结构中就形成了相应频材料结构确定后,衰减器的功率容量就确定了。如果让衰减器承受率的衰减器。如果是大功率衰减器,体积肯定要加大,关键的功率超过这个极限值,衰减器就会被烧毁。就是散热设计。随着现代电子技术的发展,在许多场合要•设计和使用时,必须明确功率容量。　用到快速调整衰减器。这种衰减器通常有两种实现方式,一

5、是半导体小功率快调衰减器,如PIN管或FET单片集成衰•(4)回波损耗。减器；二是开关控制的电阻衰减网络,开关可以是电子开•回波损耗就是衰减器的驻波比,要求衰减器两端的输入输出驻关,也可以是射频继电器。下面介绍各种衰减器的原理和波比应尽可能小。我们希望的衰减器是一个功率消耗元件,不能对设计方法。　两端电路有影响,也就是说,与两端电路都是匹配的。设计衰减器时要考虑这一因素。　•4.1.3衰减器的主要用途　4.2集总参数衰减器　•衰减器有以下基本用途：　•(1)控制功率电平:在微波超外差接收机中对本振输

6、出功率进行•利用电阻构成的T型或П型网络实现集控制,获得最佳噪声系数和变频损耗,达到最佳接收效果。在微总参数衰减器,通常情况下,衰减量是固定的,波接收机中,实现自动增益控制,改善动态范围。由三个电阻值决定。电阻网络兼有阻抗匹•(2)去耦元件:作为振荡器与负载之间的去耦合元件。配或变换作用。两种电路拓扑如图4-2所示。•(3)相对标准:作为比较功率电平的相对标准。　图中Z1、Z2是电路输入端、输出端的特性•(4)用于雷达抗干扰中的跳变衰减器:是一种衰减量能突变的阻抗。根据电路两端使用的阻抗不同,可分可

7、变衰减器,平时不引入衰减,遇到外界干扰时,突然加大衰减。为同阻式和异阻式两种情况。　•从微波网络观点看,衰减器是一个二端口有耗微波网络。它属于通过型微波元件。•4.2.1同阻式集总参数衰减器　RRZRZs1s21s2•同阻式衰减器两端的阻抗相同,即Z＝Z,不需要12ZZ12考虑阻抗变换,直接应用网络级联的办法求出衰减量RRRpp1p2与各电阻值的关系。　(a)(b)•1.T型同阻式（Z1=Z2=Z0）　•对于图4-2（a）所示T型同阻式衰减器,取Rs1=Rs2。我们可以利用三个［A］参数矩阵相乘的图

8、4-2功率衰减器　办法求出衰减器的［A］参数矩阵,再换算成［S］　(a)　T型功率衰减器；　(b)　Π型功率衰减器矩阵,就能求出它的衰减量。串联电阻和并联电阻的［A］网络参数如下:2••Rs1的传输矩阵⎡1Rs1⎤•转化为［S］矩阵为[]a=⎢⎥（4-2）⎣01⎦a11+a12−a21−a22⎫s=11⎪⎡10⎤a11+a12+a21+a22⎪•Rp的传输矩阵[]a=⎢⎥（4-3）　⎣1/Rp1⎦−a11+a12−a21+a22⎪s=22⎪⎡1Rs1⎤⎡10⎤⎡1Rs