微波技术与天线--第4章.pptx
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1第4章无源微波器件4.1微波网络基础4.2匹配元件和连接元件4.3分路元件4.4定向耦合器4.5三分贝电桥4.6微波衰减器和滤波器4.7微波铁氧体器件24.1微波网络基础4.1.1概述1.微波网络的概念与分类概念:为避开微波器件的内部场结构,将其视为具有几个端口的微波网络,再用类似于低频网络的方法处理,称之为微波网络方法。分类:分类方法类型按端口数量分一口网络、二口网络、多口网络按几何对称性分对称网络、非对称网络按物理对称性分互易网络、非互易网络按功率损耗分无耗网络、有耗网络按变换类型分线性网络、非线性网络第4章无源微波器件34.1.1概述2.微波网络的特点(1)必须针对确定的模式。(2)必须针对确定的参考面。只有参考面确定,对应的网络参量才能确定。(3)端口的电压、电流宜用归一化值。第4章无源微波器件电压:进波:归一化进波:出波:归一化出波:44.1.1概述2.微波网络的特点第4章无源微波器件序号非归一化形式归一化形式123456表4-1-2分析微波网络时的一些基本关系式54.1.2二口网络的网络参量1.转移参量(A参量)(1)归一化转移参量第4章无源微波器件图4-1-1二口网络及端口的电压、电流64.1.2二口网络的网络参量(2)转移参量的物理意义——表示端口2开路时,端口2至端口1的电压转移系数——表示端口2短路时,端口2至端口1的转移阻抗。——表示端口2开路时,端口2至端口1的转移导纳。——表示端口2短路时,端口2至端口1的电流转移系数。第4章无源微波器件74.1.2二口网络的网络参量例4-1-1:串联阻抗单元电路如图所示,推导该单元电路的A矩阵。端口2开路时端口2短路时第4章无源微波器件解:图4-1-2串联阻抗单元电路84.1.2二口网络的网络参量(3)转移参量的性质(4)转移参量的传递性若网络对称,有a=d。若网络互易,由ad-bc=1。若网络无耗,有a、d为实数,b、c为纯虚数。第4章无源微波器件图4-1-3二口网络的级联94.1.2二口网络的网络参量2.散射参量(S参量)定义:物理意义:——表示端口2接匹配负载时,端口1处的反射系数。——表示端口1接匹配负载时,端口2处的反射系数。——表示端口1接匹配负载时,端口2至端口1的电压传输系数。——表示端口2接匹配负载时,端口1至端口2的电压传输系数。第4章无源微波器件104.1.2二口网络的网络参量性质若网络对称,有若网络互易,有若网络无耗,有第4章无源微波器件114.1.2二口网络的网络参量3.阻抗参量(Z参量)和导纳参量(Y参量)第4章无源微波器件124.1.2二口网络的网络参量4.网络参量之间的变换(1)Z参量与A参量的关系(2)Y参量与A参量的关系(3)S参量与归一化A参量的关系第4章无源微波器件134.1.3二口网络参量的应用1.基本单元电路的A参量第4章无源微波器件名称等效电路串联阻抗并联导纳理想变压器传输线段144.1.3二口网络参量的应用2.二口网络的工作特性参量(1)电压传输系数T:网络输出端接匹配负载时,输出端归一化出波与输入端归一化进波之比。(2)插入相移:电压传输系数的幅角,。(3)插入衰减:网络输出端接匹配负载时,输入端进波功率与输出端出波功率之比,单位为dB。(4)插入驻波比:网络输出端接匹配负载时,输入端的驻波比第4章无源微波器件154.1.4多口网络及其化简1.三口网络的S参量2.四口网络的S参量网络对称网络互易网络无耗网络对称互易第4章无源微波器件164.1.4多口网络及其化简3.微波网络的一些化简条件第4章无源微波器件端口状态用归一化进波、出波表示用电压、电流表示内部状态端口匹配参考面外移外部状态接开路负载()接短路负载()接短路活塞接匹配负载()接任意负载174.1.4多口网络及其化简例4-1-2E-T接头的端口3接匹配负载,端口2接短路活塞(长为l的等效短路线),如图所示。求l=?时输出到匹配负载的功率最大。已知E-T接头的散射矩阵是第4章无源微波器件图4-1-4四口网络微波电路184.1.4多口网络及其化简第4章无源微波器件图4-1-4四口网络微波电路194.2匹配元件和连接元件4.2.1匹配元件1.短路活塞短路活塞的功用是提供一个可变电抗,由一段传输线内置可调短路装置构成,分为接触式和扼流式两类。第4章无源微波器件图4-2-1波导型短路活塞a)接触式b)扼流式204.2.1匹配元件2.膜片(1)电容膜片:可等效成并联导纳单元电路图4-2-2电容膜片a)对称型b)非对称型c)等效电路a)b)c)图4-2-3含电容膜片的波导的等效电路第4章无源微波器件214.2.1匹配元件(2)电感膜片电感膜片可等效成并联导纳单元电路第4章无源微波器件图4-2-4电感膜片a)对称型b)非对称型c)等效电路224.2.1匹配元件(3)谐振膜片
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