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时间:2017-12-13
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1、微波网络(基础)4.1等效电压和电流TEM模传输线存在电压与电流概念TE,TM模不存在明确的电压与电流概念对于TEM模,电压,电流为:TEM模传输线能够等效成双根线形式的传输线模型1MicrowaveEngineering4.MicrowaveNetworkAnalysis对于波导结构(单导体结构),不能定义某处电压与电流。以矩形波导的TE10模为例如应用上述公式:可见:电压是x的函数。在x=a/2和x=0处,其电压显然不同。问题:何处是正确的电压?2MicrowaveEngineering4.MicrowaveNetwork
2、Analysis波导等效成(双根线)传输线:(等效原则)(1)不同传输模式对应不同的电压与电流,对某一固定模式,等效电压必须正比与横向电场,等效电流必须正比于横向磁场;(2)波导内的传输功率应等于(等效后)传输线的传输功率,即:等效电压与等效电流乘积为该模式的功率流。(3)等效电压与等效电流比值为特性阻抗,通常为传输模式的波阻抗。3MicrowaveEngineering4.MicrowaveNetworkAnalysis4.2阻抗及导纳矩阵作用:基于已定义的等效电压和等效电流,可以求解端口的阻抗或导纳如结构含有多个端口,可以
3、求解端口的阻抗和导纳矩阵图的简要说明:为端口,但是该端口与传统意义的端口有着本质的区别,可以是不同传输模的端口对任一端口:4MicrowaveEngineering4.MicrowaveNetworkAnalysis阻抗矩阵定义:其中:同样,也可定义导纳矩阵:显然:5MicrowaveEngineering4.MicrowaveNetworkAnalysisZ矩阵元素的求解:将Z矩阵定义式展开,以第一行为例:(请思考其物理模型)同理:在导纳矩阵中,(请思考其物理模型)6MicrowaveEngineering4.Microwa
4、veNetworkAnalysis关于阻抗矩阵元素特性:互易网络(不包含非互易媒质,如铁氧体,等离子体,有源器件等):无耗网络:元素为纯虚数。(由于电阻属耗能器件,而电感和电容属于储能器件,从这一特殊例子很容易理解。)用数学表达式为:7MicrowaveEngineering4.MicrowaveNetworkAnalysis例1求解如下二端口T行网络的Z矩阵解:由矩阵元素定义式可知:8MicrowaveEngineering4.MicrowaveNetworkAnalysis
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