第八章常用微波元件ppt课件.ppt

《第八章常用微波元件ppt课件.ppt》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、第八章：常用微波元件无论在哪个频段工作的电子设备,都需要各种功能的元器件,既有如电容、电感、电阻、滤波器、分配器、谐振回路等无源元器件,以实现信号匹配、分配、滤波等;又有晶体管等有源元器件,以实现信号产生、放大、调制、变频等。微波系统也不例外地有各种无源、有源元器件,它们的功能是对微波信号进行必要的处理或变换,它们是微波系统的重要组成部分。(1)微波元器件按其变换性质可分为:线性互易元器件、线性非互易元器件以及非线性元器件三大类。(2)微波元件都是由导行系统构成的，从导行系统的种类可以分为：波导型、同轴型、微带型等等。线性互易元器件只对

2、微波信号进行线性变换而不改变频率特性，并满足互易定理,它主要包括各种微波连接匹配元件、功率分配元器件、微波滤波器件及微波谐振器件等;线性非互易元器件主要是指铁氧体器件,它的散射矩阵不对称,但仍工作在线性区域,主要包括隔离器、环行器等;非线性元器件能引起频率的改变,从而实现放大、调制、变频等,主要包括微波电子管、微波晶体管、微波固态谐振器、微波场效应管及微波电真空器件等。本章主要介绍一些常用元件的工作原理和基本特性短路负载又称为短路器，它的作用是将电磁能量全部反射回去。将同轴线和波导终端短路，即分别成为同轴线和波导固定短路器。实际很多

3、情况下将短路负载做成可调的，其主要的要求为：1)保证接触处的损耗小，其反射系数的模接近12)当活塞移动时，接触损耗的变化要小。3)大功率条件下，活塞与波导(同轴导体)之间不能发生打火现象。1、短路负载8.1一端口元件一端口元件常用的有短路负载、匹配负载以及失配负载。2、短路负载的实现形式：接触式和扼流式两种(1)接触式波导接触式短路器同轴接触式短路器短路器的电流分布从电流分布可以看出，其在短路处的电流为最大值，相应的开路端为电流节点。优缺点：结构简单；缺点是活塞移动时接触不恒定，弹簧片会逐渐磨损，大功率时，容易发生打火现象。(2)扼流式

4、波导扼流式短路器同轴扼流式短路器扼流式短路器的等效电路从等效电路可以看出，其输入阻抗(二)匹配负载匹配负载能几乎无反射地吸收入射波的全部功率。当需要在传输系统工作于行波状态时，都要用到匹配负载。对匹配负载的基本要求是：（1）有较宽的工作频带，（2)输入驻波比小和一定的功率容量。6.2二端口元件1.无耗二端口网络的基本性质二端口元件等效为二端口微波网络，其散射矩阵为：2.连接元件连接元件的作用是将作用不同的微波元件连接成完整的系统。主要技术指标：插入损耗、驻波比，功率容量、工作频带等。（二）转接元件在将不同类型的传输线或元件连接时，不仅要

5、考虑阻抗匹配，而且还应该考虑模式的变换。1、同轴线波导转换器连接同轴线与波导的元件，称为同轴线波导转换器，其结构如图所示。2、波导微带转接器通常在波导与微带线之间加一段脊波导过渡段来实现阻抗匹配。同轴线波导波导微带(2)拐角、弯曲和扭转元件同轴线微带3、同轴线微带转接器微波系统中为了改变电磁波传播的方向，需要采用拐角和弯曲元件；当需要改变电磁波的极化方向而不改变其传输方向的时候，需要用到扭转元件。技术指标：反射应尽可能的小、工作频带尽可能的宽，功率容量。3、匹配元件(1)膜片波导中的膜片是垂直于波导管轴的金属片，有对称和不

6、对称之分。一般在调谐的时候采用不对称膜片结构，而当负载输出要求对称输出的时候很，则需要对称膜片。膜片可分成感性膜片、容性膜片。膜片实现匹配的原理：利用膜片产生的反射波来抵消负载不匹配而产生的反射波(注意是相差造成的抵消)1、电感膜片：如图所示的膜片波导中传输的TE10模的磁场在膜片处集中，得到加强，呈电感性。称为电感膜片。电感膜片及其等效电路当膜片的厚度可以忽略的时候，膜片的归一化电纳近似表示为：2、电容膜片：如图所示的膜片波导中传输的TE10模的电场在膜片处集中，得到加强，呈电容性，称为电容膜片。当膜片的厚度可以忽略的时候，膜片的归一

7、化电纳近似表示为：电容膜片及其等效电路3、谐振窗当感性膜片和容性膜片组合在一起，如图所示，即构成所谓的谐振窗。其等效电路相当于并联谐振回路，针对于某个频率，将产生谐振，从而使得电磁波无衰减的通过。平行耦合带线的奇偶模电场线分布谐振窗的材料：玻璃、聚四氟乙烯、陶瓷片，金属片等等。(2)、销钉销钉是垂直于波导宽边的金属圆棒。如图所示，在波导中其电感作用，常用于构成波导滤波器。销钉的相对电纳和棒的粗细有关，棒越细，电感量越大，其相对电纳越小，同样粗细的棒，根数越多，相对电纳越大。置于a/2处的单根销钉相对电纳的近似值可以通过下面的式子来求：(

8、3)、螺钉调配器用膜片和销钉4衰减器和移相器衰减器和移相器均属于二端口网络。衰减器的作用是对通过它的微波能量产生衰减；移相器的作用:对通过它的微波信号产生一定的相移，微波能量可无衰减地通过。衰减器和移相器联