微波技术-第6章常用微波元件ppt课件.ppt

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1、§6.1一端口元件§6.2二端口元件§6.3三端口元件§6.4四端口元件第六章常用微波元件§6.1一端口元件短路负载匹配负载单端口部件一端口散射参量：一端口元件1）保证接触处的损耗小，；2）当活塞移动时，接触损耗变化小；3）大功率时，活塞与波导壁间不应产生打火现象。1．短路负载短路器，可调短路活塞。可用为调配器、纯电抗元件。要求：输入阻抗：2．匹配负载全部吸收输入功率的元件。主要技术指标：工作频率f、输入驻波比、功率容量。3.单端口部件天线主要参数§6.2二端口元件二端口元件可等效为二端口网络，其散射矩阵为：网络互易：无耗（互易），满足幺正性：一、无耗二端口网络

2、的基本性质：对于二端口为：和二、二端口元件1、连接元件2、匹配元件3、相移与衰减元件4、波型变换元件波导扼流法兰接头波导平法兰接头特点：体积小，频带宽加工方便，接触表面光洁度较高特点：功率容量大，频带较窄，接触表面光洁度要求不高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。连接元件膜片：（感性膜片（窄边）、容性膜片（宽边））、销钉（电感）、螺钉调配器（单螺钉、双螺钉、三螺钉、四螺钉----原理同支节调配器，但螺钉只是电容）。2.匹配元件对系统进行匹配的元件衰减与相移元件分别是是用来改变导行系统中电磁场的幅度和相位的。相移和衰减元件衰减器和相移器联合使用，

3、可以调节导行系统中电磁波的传播常数。刀形吸收式衰减器横移式吸收式衰减器理想衰减器（对相移不要求）的散射矩阵：有耗式中为相移器的相移量。理想相移器（要求不引入附加的衰减）的散射矩阵为：4．波型变换元件导行系统的主模不同，因此从一种模式过渡到另一模式的电磁波需使用波型变换元件。设计的一般原则是抑制杂模的产生和阻抗匹配。同轴—矩形波导过渡器（要求在20%带宽内，驻波比小于1.1）。线圆极化变换器。§6.3三端口元件三端口元件常用作分路元件或功率分配器/合成器。1、无耗三端口网络的基本性质三端口元件是具有三个端口的接头，可等效为三端口网络，其散射矩阵为：此时网络矩阵：网

4、络互易：常用的E-T、H-T、对称Y分支、电阻性功率分配器、威尔金森功率分配器等等。2．三端口功率分配/合成元件需用要将功率分几路传送到不同的负载中，或将几路功率合成为一路功率，以获得更大的功率。对于无耗T形接头，传输线模型如图。1）T形接头接头处将存在与不连续性有关的边缘场和高次模，故在接头附近有储能，用jB表示。波导T形接头T形分支，单T。---E-T接头和H-T接头。H-T接头：分支波导的宽边与TE10模磁场所在平面平行者称为H-TE-T接头：分支波导的宽边与TE10模电场所在平面平行者称为E-T(1)E-T接头(a)当信号由①口输入时，②和③口都有输出；

5、E当波导中只有主模TE10模传输，E-T接头（E面T形接头）的特性：(b)当信号由②口入时，①和③口都有输出；(c)当信号由③口入时，①和②口都有输出且幅度相同相位相反。(d)信号由①和②口同相输入时，在③口的对称面上，电场为反相相减，端口③的输出最小；若①和②口信号等幅，则③口的输出为零。(e)当信号由①和②端口等幅反相输入时，在端口③的对称面上，电场为同相相加，端口③的输出最大。分路器：可得到大小相等，方向相反的电场合路器：对输入幅度相等、方向相反的电场进行合成端口③为输入端，为匹配状态(S33=0)，由于结构对称，端口①和②的驻波相等（S11=S22），则

6、E-T接头的S矩阵为：由上述E-T的特性有；即输出等幅反相。由无耗网络S矩阵的幺正性：(8.3-18a~c)(8.3-18d~f)E—T的[S]矩阵又由及(8.3-18a~b)可得：由和(8.3-18c)，可得：另由(8.3-18e)，得：端口③输入时，E-T的S矩阵为：故一般情况下结构对称:同时由端口③输入时，端口①和②的输出场的方向相反，故例：已知E-T，当由③的输入功率为25W时，①和②两端口的输出功率为多少？如由①口入，则由②和③口的输出功率为多少？解：Pin=25Wa)由端口③的输入功率为：由端口①和②的输出功率分别为：∴由E-T的散射矩阵可知：b)(

7、2)H-T接头主要特性：当信号由③口入时，①和②口都有等幅同相输出可用作功率分配器或功率合成器。其公式与E-T类似（式中）。§6.4四端口元件定向耦合器魔T电桥常用四端口元件：如①口为输入端口，其它三个为输出口或隔离口。由隔离口的端口的不同，其相应的矩阵为[S02]、[S03]、[S04]。1、理想定向耦合器一个可逆无耗四端口网络，各个端口完全匹配，有一个端口同输入端口完全隔离，输入功率在其余两个端口上分配输出，这种网络称为理想定向耦合器。以常用的互易无耗[S04]为例。由其幺正性由前两式由①③两式2．定向耦合器的技术参数耦合端口的耦合系数为:直通端口的耦合系数

8、为:表征定向耦合器性能的