畜牧微生物學(xué) 第八章 飼料微生物

1、第四章 微波元件及微波網(wǎng)絡(luò)理論概要,4.0 微波元件與微波元件分析方法 4.1 連接元件 4.2 波導(dǎo)分支元件 4.3 波導(dǎo)RLC元件 4.4 定向耦合器 4.5 阻抗調(diào)配元件 4.6 微波諧振器 4.7 微波鐵氧體元件 4.8 微波網(wǎng)絡(luò),4.0 微波元件與微波元件分析方法,1、微波電路 微波電路（微波系統(tǒng)）由微波傳輸線、微波元件和微波器件組成。,2 微波元件及其功能描述,微波元件泛指能夠控制導(dǎo)行電磁波的模式、極化方向、幅值、相位及頻率等的無源裝置。 功能：對其導(dǎo)行波模式、極化、振幅、相位頻率進(jìn)行調(diào)控。 微波元器件按其變換性質(zhì)可分為線性互易元器件、 線性非互易元器件以及非線性元器件三大類。,電

2、路元件和器件,無源元器件：電容、電感、電阻、濾波器、分配器、諧振回路等，實(shí)現(xiàn)信號匹配、 分配、 濾波等； 有源元器件：晶體管等, 實(shí)現(xiàn)信號產(chǎn)生、放大、調(diào)制、變頻等。,微波電路元件和器件,線性互易元器件只對微波信號進(jìn)行線性變換而不改變頻率特性，并滿足互易定理, 它主要包括各種微波連接匹配元件、 功率分配元器件、微波濾波器件及微波諧振器件等; 線性非互易元器件主要是指鐵氧體器件, 它的散射矩陣不對稱,但仍工作在線性區(qū)域, 主要包括隔離器、環(huán)行器等;,非線性元器件能引起頻率的改變, 從而實(shí)現(xiàn)放大、調(diào)制、變頻等, 主要包括微波電子管、 微波晶體管、微波固態(tài)諧振器、 微波場效應(yīng)管及微波電真空器件等。 第

3、一、二類微波無源元件，第二類微波有源器件。,3 微波元件構(gòu)成原理,在微波段，電路元件與普通電路中元件無論在形體上和構(gòu)成原理上發(fā)生較大的變化。 微波元件一般是由微波傳輸線結(jié)構(gòu)（形狀、尺寸及填充介質(zhì)）突變而構(gòu)成。,大體分類,微波元器件品種繁多, 而且隨著技術(shù)的進(jìn)步不斷出現(xiàn)新的元器件。本章主要介紹無源元器件。 大體可以分為連接匹配元件、 功率分配元器件、 微波諧振元件和微波鐵氧體器件。,連接匹配元件,微波連接匹配元件包括終端負(fù)載元件、 微波連接元件以及阻抗匹配元器件三大類。 終端負(fù)載元件是連接在傳輸系統(tǒng)終端實(shí)現(xiàn)終端短路、匹配或標(biāo)準(zhǔn)失配等功能的元件;,微波連接元件用以將作用不同的兩個(gè)微波系統(tǒng)按一定要求

4、連接起來,主要包括波導(dǎo)接頭、衰減器、相移器及轉(zhuǎn)換接頭等; 阻抗匹配元器件是用于調(diào)整傳輸系統(tǒng)與終端之間阻抗匹配的器件, 主要包括螺釘調(diào)配器、多階梯阻抗變換器及漸變型變換器等。,功率分配元器件,在微波系統(tǒng)中, 往往需將一路微波功率按比例分成幾路, 這就是功率分配問題。 實(shí)現(xiàn)這一功能的元件稱為功率分配元器件, 主要包括: 定向耦合器、 功率分配器以及各種微波分支器件。,微波諧振器件,微波諧振器一般有傳輸線型諧振器和非傳輸線諧振器兩大類, 傳輸線型諧振器是一段由兩端短路或開路的微波導(dǎo)行系統(tǒng)構(gòu)成的, 如金屬空腔諧振器、 同軸線諧振器和微帶諧振器等, 在實(shí)際應(yīng)用中大部分采用此類諧振器。,微波鐵氧體器件,在

5、許多情況下, 微波系統(tǒng)需要具有非互易性的器件。負(fù)載的變化對微波信號源的頻率和功率輸出會(huì)產(chǎn)生不良影響, 使振蕩器性能不穩(wěn)定。 一類非互易單向器或隔離器，另一類非互易器件是環(huán)行器。,4 微波元件的分析方法,分析微波元件的工作原理及確定其參數(shù)，嚴(yán)格的方法是分析元件內(nèi)部的場結(jié)構(gòu)，進(jìn)而確定其外特性，這是典型的邊值型問題。由于微波元件復(fù)雜和不規(guī)則的邊界情況，完整準(zhǔn)確地求解電磁場方程將遇到極大的困難。 一般采用等效為微波網(wǎng)絡(luò)的方法，微波元件特性用微波網(wǎng)絡(luò)的外特性參量描述，而這些網(wǎng)絡(luò)外特性參量可以用網(wǎng)絡(luò)參量描述，網(wǎng)絡(luò)參量可以由實(shí)驗(yàn)測定。,5 微波元件分類,根據(jù)微波元件功能可以將微波元件分類： 1）連接元件 功

6、能：不同類型微波傳輸線連接，實(shí)質(zhì)上是完成導(dǎo)行電磁波不同模式的轉(zhuǎn)換。 技術(shù)要求：完成模式轉(zhuǎn)換的同時(shí)，引入衰耗和反射波盡可能小。 波導(dǎo)之間轉(zhuǎn)換、同軸線和波導(dǎo)、同軸線和微帶線、波導(dǎo)和微帶線和矩形波導(dǎo)和圓波導(dǎo)。,2）分支元件 功能：元件接入，對應(yīng)普通電路并聯(lián)和串聯(lián)。 E-T分支（串聯(lián)），H-T分支（并聯(lián)），雙T功率分配器。,3）RLC元件 功能：電阻性元件吸收電磁場能量，電感、電容性元件儲(chǔ)存電磁場能量。 電抗元件：螺釘、短路活塞，螺釘相當(dāng)于和波導(dǎo)并聯(lián)的可變電容；短路活塞相當(dāng)于和波導(dǎo)與同軸線串聯(lián)的可變電抗，廣泛地應(yīng)用于系統(tǒng)的調(diào)配及微波測量中。,4）定向耦合器 功能：微波系統(tǒng)監(jiān)控的重要元件，它是一個(gè)四端口元件，具有耦合信號，定向傳輸?shù)奶攸c(diǎn)。,5）阻抗調(diào)配元件 功能：實(shí)現(xiàn)微波線路的阻抗匹配。系統(tǒng)的匹配程度直接決定了系統(tǒng)的工作狀態(tài)，直接影響信號的傳輸質(zhì)量。,6）諧振元件 功能：等同于普通電路的諧振回路，產(chǎn)生電磁振蕩。 諧振器件：角柱腔，圓柱腔，可以用場的方法分析。 特性參數(shù)：品質(zhì)因數(shù)Q,7）微波鐵氧體元件 是一類具有不可逆性的