电磁波第7章-2.ppt

7.4.1 定向耦合器结构　　所谓定向就是指信号的输出口是指定的，理论上不会从其他端口输出。 7.4.2 波导双孔定向耦合器　　双孔定向耦合器由两根波导组成，分别称为主波导与辅波导。该型耦合器通过主、辅波导公共宽壁(或窄壁)上的两个小孔实现定向耦合，工作原理如图7-4-2所示。1、2为主波导端口，3、4为辅波导端口，主、辅波导的尺寸相同。两小孔间的距离为d=λg/4，λg为中心频率f0的波导波长。 　　其工作原理为：波程差为半波长奇数倍，好像好叠加相消；波程差为半波长偶数倍，好像好叠加相长。 　　设在各端口均接匹配负载的情况下，定义下述各项技术指标：　　(1) 耦合度C：输入端的输入功率P1与耦合端的输出功率P3之比的分贝数表示为 　　(2) 方向性D：耦合端和隔离端输出功率之比的分贝数表示为 　　(3) 隔离度I：输入端输入的功率P1与隔离端输出功率P4之比的分贝数表示为上述三个指标之间的关系为D与I都是描述定向耦合器定向性能的量，但实际上更多使用方向性D而极少用隔离度I。方向性越高越好，理想情况为P4=0，D=∞。其他技术指标例如驻波比、带宽、插入损耗与其他器件类似。 7.4.3 波导十字槽孔定向耦合器　　十字槽孔定向耦合器的优点是具有理想方向性，且基本上与频率无关，耦合度的频率特性也较好，结构紧凑，连接方便，在微波通信系统中经常采用。　　 7.4.4 平行耦合线耦合器　　上述两种耦合器都是波导耦合器，传播的是TE波或TM波。TEM波耦合器多用平行耦合线实现，以带状线结构为主。通常，此类定向耦合器由主线和辅线构成，两条平行带线的长度为λ/4，如图7-4-6所示。 7.4.5 功率分配器　　在实际应用中，有时需要将信号源的功率分别馈送给若干个分支电路(负载)，例如将发射机的功率分别馈送给天线的很多个辐射单元，就需要功率分配器。　　 由此得到矩形波导谐振腔的谐振波长为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　(7-5-2) 圆柱形谐振腔　　　　圆柱形谐振腔由一段两端封闭的圆波导构成，和矩形谐振腔一样，圆柱形谐振腔也有TEmnp和TMmnp型场，其中m表示场沿半圆周分布的最大值个数，n表示沿半径分布的最大值个数，p表示场沿轴向分布的最大值个数。在许多振荡型式中，最有用的是TE111型和TE011型。 TE111模的谐振波长为  　　　　　　　　　 (7-5-4) TE011模的谐振波长为 (7-5-5) 同轴谐振腔 　　滤波器是用来分离不同频率信号的一种器件。它的主要作用是抑制不需要的信号，使其不能通过滤波器，而只让需要的信号通过。 在通信、电子对抗、雷达等微波系统中，滤波器是必不可少的设备，同时滤波器还是构成多工器的基础。滤波器按频率的通带范围可分为低通、高通、带通和带阻四个类型。 　　滤波器主要技术指标为：　　(1) 截止频率与带宽即通带的上下限频率f1和f2，截止频率之差即为滤波器带宽。　　(2) 通带衰减即通带内允许的最大衰减，要求越小越好。 　　(3) 带外抑制即阻带衰减，要求越大越好。　　(4) 寄生通带是滤波器的特有指标，这是由于传输线是分布参数，对频率响应具有周期性的原因，其结果使离开设计通带一定距离又产生了通带，一般各通带的中心频率成倍数关系。滤波器的截止频率一定不能落在寄生通带内。 　　(5) 时延特性，信号通过网络的时间取决于群时延表示为其中，φ为滤波器的插入相移即该网络的散射参量的相角θ21。当插入φ与ω为线性关系时，td为常数，信号不会产生失真；当不是线性关系时，信号会失真。 　　1. 低通滤波器　　 　　2. 高通滤波器　　高通滤波器的结构通常用同轴短截线来实现并联电感，用垫有聚四氟乙稀的内导体圆盘实现串联电容，从而构成梯形高通滤波器 　　3. 带通滤波器　　一般相对带宽小于20%称为窄带带通滤波器，相对带宽大于40%称为宽带带通滤波器。其基本原理都可以归结为耦合腔的级联(串联或并联)。 　　4. 带阻滤波器　　带阻滤波器可对某些特殊频率进行衰减，其LC原型电路如图7-6-7所示。 7.7.1 铁氧体对圆极化波的导磁率　　 7.7.2 微波铁氧体元件　　　1. 场移式隔离器　　场移式隔离器是利用铁氧体在外加恒定磁场作用下，对正负圆极化波所具有的不同特性而构成的一种微波元件。它使正向传输的波无衰减(实际上是衰减很小)