欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:38838729
大小:292.00 KB
页数:45页
时间:2019-06-20
《《微波技术与天线》PPT课件》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、多口元件Multi-PortElement多于双端口的元件称为“多端口”。上节课讲的S参数对于双端口很有效,它适用于任何端口,没有传输与非传输之分,也没有哪个端口传输之分。多口网络在微波工程中承担分路(功率分配)、和差、环行、耦合等等重要功能。如图:假设有N个端口。我们大概就用这样一个S矩阵来分析多端口元件。多口元件它的物理概念非常清楚,由入射进去的激励波a1,a2……an,通过网络,出来变成b1,b2……bn。因此上面矩阵可以简化为[S][a]=[b]。注意可以见[s]看成广义的反射系数,[a]看成广义的入射波,[b]看成广义反射波,它的物理概念就是入射波通过反射系
2、数变成了反射波。多口元件多口元件就其功能来说主要分为四个功能,第一个功能我们叫做分路(功率分配)、和差、环形、耦合等。多口元件1、分路元件:(功率分配)多口元件分路元件:发射机出来,一分为二,再一分为二就变成四,再分就变成八。端口显然多于两个端口。2、环行元件:多口元件环行:环行是三口网络最典型的器件。它可以从1端口到2端口,从2端口到3端口,这就构成环行器件。环行网络也是多于两个端口。3、和差元件:多口元件和差元件:它出来两路,①和②的和用S表示,①和②的差用D表示是。两端进去,“和”经过一个支路,“差”经过另外一个支路。在雷达里面比较常用。4、耦合元件:多口元件耦
3、合:①是主支路,它除了到下面一路外,还要耦合到上面一个支路。复习双端口网络:【性质】:如果端口i和端口j对称,那么有Sii=Sjj如果网络互易,则有Sij=Sji如果网络无耗,则[S]+[S]=I多口元件【定理】:反射系数的网络变换定理★对于双口网络有两个概念要清楚:【概念】1、什么叫S11:2端口匹配,1端口的反射系数。2、什么叫S21:2端口匹配,1端口向2端口的传输系数。多口元件一、三口网络的一般性质1.无耗互易网络[S]+[S]=[I]具体应用互易条件有(16-1)将上述矩阵展开后可分别得到两组方程,我们称之为振幅条件和相位条件一、三口网络的一般性质(16-2
4、)(16-3)[性质]无耗互易三端口网络不可能同时匹配,即S11=S22=S33=0一、三口网络的一般性质证明:反证法—如果三个端口都匹配,那么S矩阵可写作:一、三口网络的一般性质假定S11=S22=S33=0,可知一、三口网络的一般性质假定S23=0,那么S12和S13至少有一个为零。假定S12=0带入振幅条件:不满足振幅条件,因此可证明无耗互易三端口网络的三个端口不可能同时匹配。除了三端口以外,二端口以上的网络都可以全匹配。典型的就是环形器,有两种典型的理想矩阵对应不同的环行器:一、三口网络的一般性质2.无耗非互易三口网络无耗非互易网络:Sij≠Sji[性质]无耗
5、非互易三口网络的三个端口可以完全匹配。一、三口网络的一般性质【例1】用环行器做为隔离器,这是由于环行器可以做得非常小,而隔离器不行,因此通信中经常采用环行器做为隔离器适用。环形元件:由于3对外接匹配负载,因此对外只有1,2两个口,如图,1到2传输,构成隔离器。一、三口网络的一般性质分析:根据前面将的S参数网络矩阵可知:整理可得:①一、三口网络的一般性质②3端口反射系数对于负载来说,a3是反射波,b3是入射波。③将三端口网络等效成二端口网络:根据网络参数可知:b1=a3,反射系数,以及b3=a2可得:一、三口网络的一般性质写成矩阵形式:这是三端口接负载以后对外两端口的矩
6、阵。根据表示端口2向端口1的传输,因此,表示端口2向端口1几乎没有传输,S21=1而表示1端到2端几乎全部传输。因此它是个非常好的隔离器,如果放在发射机或接收机前面会起到一个很好的保护作用。一、三口网络的一般性质【例2】分路、和差元件(也是重点内容,经常用到)。第一种:E面T—接在宽面上(串联)。一、三口网络的一般性质第二种:H面T接在窄面上(并联)一、三口网络的一般性质二、三口元件1.E面T和H面T—分路元件E面TH面T串接元件并接元件①端输入,②和③端功率平分,相位相反。用于和差:②和③同相等幅输入,①端无输出;②和③反相等幅输入,①端输出最大。④端输入,②和③端
7、功率平分相位相同。用于和差:②和③端同相等幅输入,④端输出最大;②和③端反相等幅输入,④端无输出。二、三口元件2.铁氧体环行器——环行元件理想s矩阵[例1]理想环行器端口③接匹配负载,即可构成二端口隔离器。二、三口元件[解]由[S]参数定义写出而,计及这一条件即可导得写出双口网络的[S]矩阵(20-5)只要L很小,即可得到典型的隔离器。三、四口网络的一般性质1.定向耦合网络定向耦合网络是一种常用的四端口网络,它一般规定,是无耗互易网络,每对端口相互隔离:(20-6)其中一对匹配:(20-7)符合上述条件的即可称为定向耦合器,其[S]矩阵是三、四口网
此文档下载收益归作者所有