最新微波技术基础第24次课资料PPT课件.ppt

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1、微波技术基础第24次课资料微波系统＝微波无源元件＋有源电路（部件）基低频→集总参数的电容、电感和电阻等本微波→按端口分：一端口、二端口、三端口、四端口元按功能分：匹配负载、短路负载、调配器、连件接器、滤波器、功分器、定向耦合器、魔T、铁氧体器件等。补：微波网络→[S]矩阵参数微波网络参数→散射矩阵或[S]矩阵，在微波频段应用最为广泛，相当于低频中的[Z]和[Y]。第8章常用微波元件第8章常用微波元件在n端口网络中，如果选取各端口参考面Ti上归一化入射波电压为自变量，归一化出射波电压为因变量，则可得下面的线性方程组，通常设，短路负载--短路器对短路活塞的主要要求是：①保证接触处

2、的损耗小，其反射系数模应接近1；②当活塞移动时，接触损耗的变化要小；③大功率运用时，活塞与波导壁（或者同轴线的内外导体壁）间不应发生打火现象。短路器的输入阻抗为:短路器的输入端反射系数为:第8章常用微波元件这表明短路器的输入端反射系数的模应等于1，而相角是可变的。在结构上，短路活塞可做成接触式(左图）和扼流式（右图）两种:第8章常用微波元件上图所示的扼流活塞的优点是损耗小，且损耗稳定；缺点是活塞太长。为了减小长度可以采用下图所示山字形和S形扼流活塞。缺点是频带窄，一般只能做到10～15%的带宽第8章常用微波元件匹配负载低功率波导匹配负载一般为一段终端短路的波导，在其里面沿电场

3、方向放置一块或者数块劈形吸收片或者楔形吸收体，如图所示：第8章常用微波元件同轴线匹配负载是在内外导体之间放入圆锥形或者阶梯型吸收体，如图所示：第8章常用微波元件高功率时需要考虑热量的吸收和发散问题。吸收物体可以是固体（如石墨和水泥混合物）或液体（通常用水）。第8章常用微波元件失配负载实用中的失配负载都是做成标准失配负载，具有某一固定的驻波比。失配负载常用于微波测量中作标准终端负载。失配负载的结构与匹配负载一样，只是波导口径的尺寸b不同而已。设b0为标准波导窄边尺寸，b为失配负载波导的窄边尺寸，由于第8章常用微波元件则：可见对于不同的b可以特到不同的驻波比。8.2二端口元件无耗

4、二端口网络的基本性质二端口元件可以等效为二端口网络，其散射矩阵为第8章常用微波元件若网络无耗，可互易，则由幺正性得到：因此得到如下无耗互易二端口网络的基本性质：①若一个端口匹配，则另一个端口自动匹配；②若网络是完全匹配的，则必然是完全传输的或相反；③S11，S22，S12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。第8章常用微波元件连接元件其主要指标要求是接触损耗小、驻波比小、功率容量大、工作频带宽。波导接头波导连接方法分接触连接和扼流连接两种。它们是借助于焊在待连接元件波导端口上的法兰盘来实现的。法兰盘结构形式分平法兰盘和扼流法兰盘两种，如图所示。拐角、

5、弯曲和扭转元件当需要改变电磁波的极化方向而不改变其传输方向时，则要用到扭转元件。对这些元件的要求是：引入的反射尽可能小、工作频带宽、功率容量大。第8章常用微波元件匹配元件匹配元件的种类很多，这里只介绍膜片，销钉和螺钉匹配器。膜片波导中的膜片是垂直于波导管轴放置的薄金属片，有对称和不对称之分，如图所示。膜片是波导中常用的匹配元件，一般在调匹配时多用不对称膜片，而当负载要求对称输出时，则需用对称膜片。第8章常用微波元件利用膜片进行匹配的原理便是利用膜片的产生的反射来抵消由于负载不匹配所产生的反射波。第8章常用微波元件薄对称电感膜片相对电纳的近似式为:薄对称电容膜片相对电纳的近似式

6、为:将感性膜片和容性膜片组合在一起便得到示的谐振窗。它对某一特定频率产生谐振，电磁波可以无反射的通过。其等效电路相当于并联谐振回路。如下图所示：第8章常用微波元件销钉它在波导中起电感作用，可用作匹配元件和谐振元件，常用于构成波导滤波器。第8章常用微波元件销钉的相对感纳与棒的粗细有关，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处的单销钉相对电纳的近似式为螺钉调配器螺钉调配器调整较为方便。螺钉是低功率微波装置中普遍采用的调谐和匹配元件。第8章常用微波元件实用时，为避免波导短路和击穿，通常设计螺钉成容性，作可变电容用，螺钉旋入波导的深度应小

7、于3b/4,b为矩形波导窄边的尺寸。第8章常用微波元件衰减与相移元件衰减和相移元件分别用来改变导行系统中电磁场的幅度和相位，衰减器和相移器联合使用，可以调节导行系统中电磁波的传播常数。理想衰减器在衰减量连续可变时，相移量应固定不变。衰减量可变的二端口网络，其散射矩阵为：第8章常用微波元件理想相移器应该是一个具有单位振幅，即相位变化过程中，其衰减量固定不变。相移量可变的二端口网络，其散射矩阵为：吸收式衰减器第8章常用微波元件波形变换元件为了从一种导行系统元件过渡到另一种导行系统元件。或过渡到同种导行系统的