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1、第4章微波网络基础低频网络是微波网络的基础,因此低频网络的一些定律,定理,概念,方法等,可以移植过来使用,如克希霍夫定律,回路电流法,节点电压法,叠加原理,互易定理,戴维宁定理等都可以用来解决微波电路问题。但由于微波电路均属于分布参数系统,和低频网络相比微波网络具有如下特点:(1)画出的等效电路及其参量是对一个工作模式而言的,对于不同的模式有不同的等效网络结构及参量。(2)电路中不均匀点附近将会激起高次模,因此不均匀区段的网络端面(即参考面)需远离不均匀区域(3)由于均匀传输线是微波网络的一部分,它的网络参量与线的长度有关,因此整个网络参考面也要严格规定,一
2、旦参考面移动,则网络参量就会改变。(4)微波网络的等效电路及其参量只适用于一个频段,当频率范围大幅度变化时,对于同一个网络结构的阻抗和导纳不仅有量的变化,而且性质也会发生变化,致使等效电路及其参量也发生改变,而且频率特性会重复出现。4―2波导传输线与双线传输线的等效传输线理论是一种电路理论，它的基本参量是电压，电流。在低频电路中,电压和电流不仅有明确的定义,而且可以直接测量,从这两个基本参量就可以导出一系列的其它参量,如功率，阻抗，导纳，反射系数及驻波比等。波导的模式电压与模式电流规定为:(1)使模式电压U(z)正比于横向电场ET;模式电流I(z)正比于横向
3、磁场HT;(2)模式电压与模式电流的共轭乘积的实部等于平均传输功率(3)模式电压与模式电流之比等于模式特性阻抗根据各种模式的横向电场与横向磁场可导出相应的模式电压与模式电流任何一段均匀传输线均可以看成等效双线,并可应用传输线理论来进行分析但必须指出:双线中电压和电流是唯一可以确定的,而等效双线中模式电压和模式电流不能唯一确定,为了消除这种不确定性,必须引进归一化阻抗的概念归一化阻抗:归一化电压和归一化电流:Z0等效双线的模式特性阻抗归一化入射波的定义为归一化反射波的定义为入射波功率和反射波功率:传输的有功功率为4―3微波元件等效为微波网络的原理4.3.1参考
4、面的位置选取方法：1.参考面的位置尽量远离不连续性区域2.参考面必须与传输方向相垂直对于单模传输情况来说,微波网络的外接传输线的路数与参考面的数目相等微波元件及其等效网络4.3.2微波元件等效为微波网络的原理唯一性定理：如果一个封闭曲面上的切向电场(或切向磁场)给定,或者一部分封闭面上给定切向电场,另一部分封闭面上给定切向磁场,那么这个封闭面内的电磁场就被唯一确定如果参考面上的电压给定，则参考面上的模式电流也被确定对于n端口线性网络,如果各个参考面上都有电流作用时,应用叠加原理,则任意参考面上的电压为各个参考面上的电流单独作用时在该参考面上引起的电压响应之和
5、Zmn为阻抗参量,若m=n为自阻抗,若m≠n为转移阻抗如果n端口网络的各个参考面上同时有电压作用时,则在任意参考面上的电流为各个参考面上电压单独作用时,在该参考面上的电流响应之和,即Ymn为导纳参量,若m=n为自导纳,若m≠n为转移导纳写成矩阵简写：［Z］为阻抗矩阵电压用电流表示－阻抗矩阵简写：写成矩阵［Y］为导纳矩阵电流用电压表示－导纳矩阵任何一个微波系统的不均匀性问题都可以用网络观点来解决,网络的特性可以用网络参量来描写4.3.4微波网络的分类1.线性与非线性网络网络参考面上模式电压和模式电流呈线性关系则该网络为线性网络。2.可逆与不可逆网络IiUjiI
6、=0I=0IjUijI=0I=0如果Uij＝Uij，则该网络为可逆网络3.有耗与无耗微波网络无耗网络：网络损耗功率为0，进入网络各端口的功率之和等于网络各端口的输出功率之和4.对称与非对称网络对称网络：微波网络的结构具有对称性4.3.3微波网络的特性单端口网络：网络的阻抗参量和导纳参量为对应的输入阻抗和输入导纳如果网络有耗，R>0，G>0如果网络无耗，R＝0，G＝0，Z和Y为纯虚数如果网络内部储存的平均磁能大于平均电能，网络参考面上的阻抗呈感性，X>0如果网络内部储存的平均磁能小于平均电能，网络参考面上的阻抗呈容性，X<0如果网络内部储存的平均磁能等于平均电
7、能，X＝0，B＝0，表示网络内部发生谐振next谐振概念：含有RLC的无源单口网络,对于某些频率出现端口电压、电流同相位。在一个封闭系统中，电能与磁能相等称之为谐振串联谐振应用举例收音机接收电路接收天线与C：组成谐振电路将选择的信号送接收电路组成谐振电路，选出所需的电台。为来自3个不同电台（不同频率）的电动势信号；消除噪声令滤波器工作在噪声频率下，即可消除噪声。---信号源---噪声源接收网络谐振滤波器提取信号接收网络谐振滤波器令滤波器工作在频率下，信号即可顺利地到达接收网络。---信号源---噪声源返回(1)对于无耗网络,网络的全部阻抗参量与导纳参量均为纯
8、虚数,即有Zij=jXij,Yij=jBij(i,j
