第4-1微波器件,连接元件ppt课件.ppt

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1、例：求两个不同特性阻抗的传输线接口处的S矩阵解：二端口网络只包含接头，参考面的选择：1端口和2端口均在虚线处其等效电路为：Z02Z02Z01Z02Z01由接头处，对于1端口对于2端口∴Z02Z01对于S22和S12，其等效电路图为对于1端口对于2端口由接头处∴互易§3.4传输散射矩阵对于二端口网络，由于常用状态为如图级联状态。如用S参量作级联，非常复杂，则需引入新的参量。1．传输散射矩阵的表示法由于散射矩阵不便于分析级联二端口网络。引入传输散射参数—传输参数。以输入端口的归一化出射波b1、入射波a1为因变量，输出端口的归一化入射波a2、出射波b2为自变量，定义方程：a1b1a2b

2、2传输散射矩阵T矩阵或写成矩阵形式：a1b1a2b2T矩阵与S矩阵的关系：注意，当正向传输系数S21为零时T参数将是不确定的。上式中同样要求对于对称二端口网络，若从网络的端口1和2看入时网络是相同的，则必有，可得：对于互易二端口网络()，T参数应满足2．二端口T矩阵的特性与ABCD矩阵类似，级联二端口网络的T矩阵等于各单个二端口网络T矩阵的乘积。对于二级级联二端口网络BAa1b1a2b2对于两级联之间的入射波和出射波的关系，故有：a1b1a2b2对于N级级联二端口网络的T矩阵等于各单个二端口网络T矩阵的乘积即用矩阵表示：注意其次序与级联次序同。微波系统是由有源微波电路和微波无源元

3、件组成。导行系统波导型同轴线型微带线型微波元件结构多模元件工作波型单模元件第4章常用微波元件微波元件作用有：连接元件、终端元件、匹配元件、衰减与相移元件、分路元件、滤波元件等。测量信号源隔离器衰减器相移器定向耦合器负载滤波器按网络端口可分为：一端口网络、二端口网络、三端口网络、四端口网络。功能：1、连接、匹配元件2、功率分配元件器§4.1连接、匹配元件连接、匹配元件终端负载元件微波连接元件阻抗匹配元件1．终端负载元件为一端口互易元件，主要包括短路负载、匹配负载和失配负载一端口散射参量：(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

4、应产生打火现象。短路器，可调短路活塞可用作调配器，纯电抗元件要求：1）短路负载结构方式：接触式、扼流式（金属片）扼流式短路活塞等效电路上ab在的输入阻抗其损耗小且稳定，但活塞长且频带只能做到10~15%的带宽。2)匹配负载全部吸收输入功率的元件。作为匹配标准、等效天线、吸收负载等。主要技术指标：工作频率f、输入驻波比、功率容量。低功率波导负载----终端短路加劈形吸收材料，劈尖长度一般为λ/2的倍数低功率负载(<1W)用于实验室,带宽10~15%。高功率负载(>1W)固体或水。高功率水负载（散热）3)失配负载作为标准失配负载。吸收一部分功率，反射一部分功率。Z0为标准波导等效特性

5、阻抗，Z为失配负载波导的等效阻抗天线主要参数2.微波连接元件可等效为二端口网络网络互易：无耗（互易），满足幺正性和二端口互易元件。主要包括：波导接头、衰减器、相移器、转换接头②若则故有①若，则，1）若一个端口匹配，则另一个端口自动匹配；2）若网络完全匹配，则必然是完全传输的，或相反；3）S11、S12、S22的相角只有两个是独立的，已知其中两个相角，则第三个相角便可确定。无耗互易二端口网络的基本性质:作用是将作用不同的微波元件连接成完整的系统。连接元件主要指标要求接触损耗小驻波比小功率容量大工作频带宽波导扼流法兰接头波导平法兰接头体积小，频带宽加工方便，接触表面光洁度较高功率容量

6、大，频带较窄，接触表面光洁度要求不高有波导接头、拐角、弯曲、扭转元件等。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。2）相移和衰减元件衰减器和相移器联合使用，调节导行系统中电磁波的传播常数。(在衰减器或相移器段)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（无附加衰减）的散射矩阵为介质移相器：利用低损耗的介质薄片(一般为聚苯乙烯)3）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。其主要要求阻抗匹配频带宽功率容量大不存

7、在杂模同轴—矩形波导过渡器（要求在20%带宽内，驻波比小于1.1）。TE10--H11变换线圆极化变换器。激励元件：探针激励(电场最强处)、环法线平行于磁力线,在磁场最强处)、孔或缝激励(用于波导之间,波导、谐振腔之间,微带线之间)线圆极化变换器。膜片（感性膜片b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）。3.阻抗匹配元件对系统进行匹配的元件阻抗变换器渐变线阻抗变换器阶梯波导阻抗变换器