微波技术-第四章-微波网络分析.ppt

4.7 波导的激励—电流和磁流 ——证明举例 TEmn模式的电流激励 正向和反向传播TEmn模的横向场为 4.7 波导的激励—电流和磁流 ——证明举例（TEmn模式的电流激励） 设电流片位于z=0的参考面，则在z=0处有 由（4.107a)式得到 又由(4.107b)得到 即 4.7.2 任意电流源或磁流源的模式激励 无限长波导中的任意电流源或磁流源 任意电流源J产生场与源的关系 未知振幅的确定 由洛伦兹互易定理，（只有电流源）则 体积v是由波导壁和在z1和z2处的横向平面所围成的区域 4.7.2 任意电流源或磁流源的模式激励 令 代入互易定理，并令 有 又由于在波导壁上的面积分为0，则利用模式的正交性 利用式（4.115）和（4.117），则式（4。116）简化为： 4.7.2 任意电流源或磁流源的模式激励 由于上式第二个积分为零，则 或 其中 反向行波振幅则有 4.7.2 任意电流源或磁流源的模式激励 例：探针馈电的矩形波导 对如图所示的探针馈电的矩形波导，确定其前向和反向行进TE10模的振幅，以及由探针看去的输入电阻，假定TE10模是唯一的传播模式 解： 探针直径为无限小时，源的体电流密度 TE10模的场分布函数 4.7.2 任意电流源或磁流源的模式激励——探针馈电的矩形波导 振幅的计算： 由式(4.119)，有 由式（4.118）和（4.120），有 4.7.2 任意电流源或磁流源的模式激励——探针馈电的矩形波导 输入电阻计算 即 4.4 传输(ABCD)矩阵 ——矩阵的基本定义 ABCD矩阵（又称为A矩阵）反映了双端口网络的输出和输入的关系，因此当需要处理网络的级联问题时，采用ABCD矩阵比较方面 4.4 传输(ABCD)矩阵 ——矩阵的基本定义 传输矩阵的定义 写成矩阵形式，有 4.4 传输(ABCD)矩阵 ——矩阵参数的意义与计算 端口2开路时的端口1到端口2的电压转移系数 端口2短路时端口1与端口2的转移阻抗 端口2开路时的端口1与端口2的转移导纳 端口2短路时的端口1到端口2的电流转移系数 4.4 传输(ABCD)矩阵 ——网络级联的应用 由网络1和网络2、网络2和网络3的关系，有 4.4 传输(ABCD)矩阵 ——网络级联的应用 由此得到 即级联网络的传输矩阵为各网络传输矩阵的乘积。 4.4 传输(ABCD)矩阵 ——归一化传输矩阵 设 有 4.4 传输(ABCD)矩阵 ——归一化传输矩阵 于是 由此 展开后有 4.4.1 与阻抗矩阵的关系 与阻抗矩阵的关系 4.4.1 与阻抗矩阵的关系 传输矩阵的性质 互易网络 对称网络 无耗网络 A、D：实数 B、C： 虚数 归一传输矩阵与s矩阵的关系 归一传输矩阵与s矩阵的关系 S参量与A参量 S 参量的物理量是归一化入波 a 和归一化出波 b，并以微波网络为参考方向。A 参量的物理量是总电压波和总电流波，并以波源到负载的方向为参考方向。 S 参量是归一化量，其值与输入、输出传输线的特征阻抗有关。A 参量既可以是归一化量也可以是非归一化量，当其为归一化量时与输入、输出传输线的特征阻抗有关；当其为非归一化量时与输入、输出传输线的特征阻抗无关。 4.5 信号流图 在微波网络中，用散射参量方程求解，常常会遇到复杂的运算，难以得到简明的结果。讯号流图概念的引入，将有助于免去对散射方程的复杂运算，容易得到所需的结果。 流图中的变量为归一入射波和反射波，变量间的关系常数都是散射参数和反射系数。 4.5 信号流图 ——网络讯号流图的建立法则 每个变量（讯号）a1、a2、a3、.....和b1、b2、......都用一个结点（小圆圈）表示。 每个s参数和反射系数都用一条支线（线段）表示。支线上的箭头方向表示讯号流图的方向，支线旁的系数表示讯号流图的系数。 节点上讯号流的大小，等于该流图讯号乘以它所经支线旁的系数，而与其他支线的讯号流通无关。 节点上流入讯号的总和等于该结点的讯号，而与流出的讯号无关。 4.5 信号流图 ——散射方程的讯号流图表示 例1 例2 例3 例4 4.5 信号流图 ——常用简单微波网络的讯号流图 短截线 信号源 负载 串联阻抗 4.5 信号流图 ——讯号流图拓扑变换的基本法则 相乘法则 ?两个串联支路