第四章 微波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)ppt課件

1、低頻網(wǎng)絡(luò)是微波網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)低頻網(wǎng)絡(luò)是微波網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ), ,因此低頻網(wǎng)絡(luò)因此低頻網(wǎng)絡(luò)的一些定律的一些定律, ,定理定理, ,概念概念, ,方法等方法等, ,可以移植過(guò)可以移植過(guò)來(lái)使用來(lái)使用, ,如克?；舴蚨扇缈讼；舴蚨? ,回路電流法回路電流法, ,節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)電壓法電壓法, ,疊加原理疊加原理, ,互易定理互易定理, ,戴維寧定理等戴維寧定理等都可以用來(lái)解決微波電路問(wèn)題。但由于微波都可以用來(lái)解決微波電路問(wèn)題。但由于微波電路均屬于分布參數(shù)系統(tǒng)電路均屬于分布參數(shù)系統(tǒng), ,和低頻網(wǎng)絡(luò)相比和低頻網(wǎng)絡(luò)相比微波網(wǎng)絡(luò)具有如下特點(diǎn)微波網(wǎng)絡(luò)具有如下特點(diǎn): :(1)(1)畫出的等效電路及其參量是對(duì)一個(gè)工畫出的等效電路

2、及其參量是對(duì)一個(gè)工作模式而言的作模式而言的, ,對(duì)于不同的模式有不同的對(duì)于不同的模式有不同的等效網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及參量。等效網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及參量。 (2)(2)電路中不均勻點(diǎn)附近將會(huì)激起高次模電路中不均勻點(diǎn)附近將會(huì)激起高次模, ,因此不均勻區(qū)段的網(wǎng)絡(luò)端面因此不均勻區(qū)段的網(wǎng)絡(luò)端面( (即參考面即參考面) )需需遠(yuǎn)離不均勻區(qū)域遠(yuǎn)離不均勻區(qū)域(3)(3)由于均勻傳輸線是微波網(wǎng)絡(luò)的一部分由于均勻傳輸線是微波網(wǎng)絡(luò)的一部分, ,它的它的網(wǎng)絡(luò)參量與線的長(zhǎng)度有關(guān)網(wǎng)絡(luò)參量與線的長(zhǎng)度有關(guān), ,因此整個(gè)網(wǎng)絡(luò)參考因此整個(gè)網(wǎng)絡(luò)參考面也要嚴(yán)格規(guī)定面也要嚴(yán)格規(guī)定, ,一旦參考面移動(dòng)一旦參考面移動(dòng), ,則網(wǎng)絡(luò)參量則網(wǎng)絡(luò)參量就會(huì)改變。就會(huì)改

3、變。 (4)(4)微波網(wǎng)絡(luò)的等效電路及其參量只適用于一微波網(wǎng)絡(luò)的等效電路及其參量只適用于一個(gè)頻段個(gè)頻段, ,當(dāng)頻率范圍大幅度變化時(shí)當(dāng)頻率范圍大幅度變化時(shí), ,對(duì)于同一個(gè)對(duì)于同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的阻抗和導(dǎo)納不僅有量的變化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的阻抗和導(dǎo)納不僅有量的變化, ,而且而且性質(zhì)也會(huì)發(fā)生變化性質(zhì)也會(huì)發(fā)生變化, ,致使等效電路及其參量也致使等效電路及其參量也發(fā)生改變發(fā)生改變, ,而且頻率特性會(huì)重復(fù)出現(xiàn)。而且頻率特性會(huì)重復(fù)出現(xiàn)。42 波導(dǎo)傳輸線與雙線傳輸線的等效波導(dǎo)傳輸線與雙線傳輸線的等效傳輸線理論是一種電路理論，它的基本參傳輸線理論是一種電路理論，它的基本參量是電壓，電流。量是電壓，電流。在低頻電路中在低頻電路

4、中, ,電壓和電流不僅有明確的定電壓和電流不僅有明確的定義義, ,而且可以直接測(cè)量而且可以直接測(cè)量, ,從這兩個(gè)基本參量從這兩個(gè)基本參量就可以導(dǎo)出一系列的其它參量就可以導(dǎo)出一系列的其它參量, ,如功率，阻如功率，阻抗，導(dǎo)納，反射系數(shù)及駐波比等?？梗瑢?dǎo)納，反射系數(shù)及駐波比等。波導(dǎo)的模式電壓與模式電流規(guī)定為波導(dǎo)的模式電壓與模式電流規(guī)定為: :(1)(1)使模式電壓使模式電壓U(z)U(z)正比于橫向電場(chǎng)正比于橫向電場(chǎng)ET;ET;模式模式電流電流I(z)I(z)正比于橫向磁場(chǎng)正比于橫向磁場(chǎng)HT;HT;(2)(2)模式電壓與模式電流的共軛乘積的實(shí)部等模式電壓與模式電流的共軛乘積的實(shí)部等于平均傳輸功率于

5、平均傳輸功率(3)(3)模式電壓與模式電流之比等于模式特性阻抗模式電壓與模式電流之比等于模式特性阻抗1Re ( ) ( )2PU z I z根據(jù)各種模式的橫向電場(chǎng)與橫向磁場(chǎng)可導(dǎo)出根據(jù)各種模式的橫向電場(chǎng)與橫向磁場(chǎng)可導(dǎo)出相應(yīng)的模式電壓與模式電流相應(yīng)的模式電壓與模式電流任何一段均勻傳輸線均可以看成等效雙線任何一段均勻傳輸線均可以看成等效雙線, ,并并可應(yīng)用傳輸線理論來(lái)進(jìn)行分析可應(yīng)用傳輸線理論來(lái)進(jìn)行分析但必須指出但必須指出: :雙線中電壓和電流是唯一可以確雙線中電壓和電流是唯一可以確定的定的, ,而等效雙線中模式電壓和模式電流不能而等效雙線中模式電壓和模式電流不能唯一確定唯一確定, , 為了消除這種不

6、確定性為了消除這種不確定性, ,必須引進(jìn)必須引進(jìn)歸一化阻抗的概念歸一化阻抗的概念歸一化阻抗歸一化阻抗: :011ZZZ 00ZzIzIZzUzU歸一化電壓和歸一化電流歸一化電壓和歸一化電流: :Z0等效雙線的模式特性阻抗等效雙線的模式特性阻抗歸一化入射波的定義為歸一化入射波的定義為 00iiiiiUzUzZUzIzUzZ zUZzUzIZzUzUrrrrr00歸一化反射波的定義為歸一化反射波的定義為2211Re( )( )2211Re( )( )22iiiiirrrPU IzU zPU IzUz入射波功率和反射波功率入射波功率和反射波功率: :傳輸?shù)挠泄β蕿閭鬏數(shù)挠泄β蕿?22211( )

7、( )221( ) (1)2iririPPPU zUzU z 43 微波元件等效為微波網(wǎng)絡(luò)的原理微波元件等效為微波網(wǎng)絡(luò)的原理4.3.14.3.1參考面的位置選取方法：參考面的位置選取方法：1.1.參考面的位置盡量遠(yuǎn)離不連續(xù)性區(qū)域參考面的位置盡量遠(yuǎn)離不連續(xù)性區(qū)域2.2.參考面必須與傳輸方向相垂直參考面必須與傳輸方向相垂直對(duì)于單模傳輸情況來(lái)說(shuō)對(duì)于單模傳輸情況來(lái)說(shuō), ,微波網(wǎng)絡(luò)的外接傳輸微波網(wǎng)絡(luò)的外接傳輸線的路數(shù)與參考面的數(shù)目相等線的路數(shù)與參考面的數(shù)目相等 微波元件及其等效網(wǎng)絡(luò)微波元件及其等效網(wǎng)絡(luò)4.3.24.3.2微波元件等效為微波網(wǎng)絡(luò)的原理微波元件等效為微波網(wǎng)絡(luò)的原理唯一性定理：如果一個(gè)封閉曲面

8、上的切向電場(chǎng)唯一性定理：如果一個(gè)封閉曲面上的切向電場(chǎng)( (或切或切向磁場(chǎng)向磁場(chǎng)) )給定給定, ,或者一部分封閉面上給定切向電場(chǎng)或者一部分封閉面上給定切向電場(chǎng), ,另另一部分封閉面上給定切向磁場(chǎng)一部分封閉面上給定切向磁場(chǎng), ,那么這個(gè)封閉面內(nèi)的那么這個(gè)封閉面內(nèi)的電磁場(chǎng)就被唯一確定電磁場(chǎng)就被唯一確定如果參考面上的電壓給定，則參考面上的模式電流如果參考面上的電壓給定，則參考面上的模式電流也被確定也被確定對(duì)于對(duì)于n端口線性網(wǎng)絡(luò)端口線性網(wǎng)絡(luò),如果各個(gè)參考面上都有電如果各個(gè)參考面上都有電流作用時(shí)流作用時(shí),應(yīng)用疊加原理應(yīng)用疊加原理,則任意參考面上的電則任意參考面上的電壓為各個(gè)參考面上的電流單獨(dú)作用時(shí)在該參

9、考?jí)簽楦鱾€(gè)參考面上的電流單獨(dú)作用時(shí)在該參考面上引起的電壓響應(yīng)之和面上引起的電壓響應(yīng)之和111 11221221 122221 122nnnnnnnnnnUZ IZ IZ IUZ IZ IZ IUZ IZ IZ IZmnZmn為阻抗參量為阻抗參量, ,若若m=nm=n為為自阻抗自阻抗, ,若若mnmn為轉(zhuǎn)移阻為轉(zhuǎn)移阻抗抗如果如果n n端口網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)參考面上同時(shí)有電壓作端口網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)參考面上同時(shí)有電壓作用時(shí)用時(shí), ,則在任意參考面上的電流為各個(gè)參考面則在任意參考面上的電流為各個(gè)參考面上電壓?jiǎn)为?dú)作用時(shí)上電壓?jiǎn)为?dú)作用時(shí), ,在該參考面上的電流響應(yīng)在該參考面上的電流響應(yīng)之和之和, ,即即11111221

10、221122221122nnnnnnnnnnIY UY UY UIY UY UY UIY UY UY UYmnYmn為導(dǎo)納參量為導(dǎo)納參量, ,若若m=nm=n為為自導(dǎo)納自導(dǎo)納, ,若若mnmn為轉(zhuǎn)移導(dǎo)為轉(zhuǎn)移導(dǎo)納納111 11221221 122221 122nnnnnnnnnnUZ IZ IZ IUZ IZ IZ IUZ IZ IZ I11111221nnnnnnUIZZUIZZUI寫成矩陣寫成矩陣 UZI簡(jiǎn)寫：Z為阻抗矩陣為阻抗矩陣電壓用電流表示阻抗矩陣電壓用電流表示阻抗矩陣11111221221122221122nnnnnnnnnnIY UY UY UIY UY UY UIY UY UY

11、UIYU 簡(jiǎn)寫：簡(jiǎn)寫：11111221nnnnnnIUYYIUYYIU寫成矩陣寫成矩陣Y為導(dǎo)納矩陣為導(dǎo)納矩陣電流用電壓表示導(dǎo)納矩陣電流用電壓表示導(dǎo)納矩陣任何一個(gè)微波系統(tǒng)的不均勻性問(wèn)題都可以用網(wǎng)絡(luò)觀任何一個(gè)微波系統(tǒng)的不均勻性問(wèn)題都可以用網(wǎng)絡(luò)觀點(diǎn)來(lái)解決點(diǎn)來(lái)解決, ,網(wǎng)絡(luò)的特性可以用網(wǎng)絡(luò)參量來(lái)描寫網(wǎng)絡(luò)的特性可以用網(wǎng)絡(luò)參量來(lái)描寫 11111221nnnnnnIUYYIUYYIUIYU4.3.4 4.3.4 微波網(wǎng)絡(luò)的分類微波網(wǎng)絡(luò)的分類1. 線性與非線性網(wǎng)絡(luò)線性與非線性網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)參考面上模式電壓和模式電流網(wǎng)絡(luò)參考面上模式電壓和模式電流呈線性關(guān)系則該網(wǎng)絡(luò)為線性網(wǎng)絡(luò)。呈線性關(guān)系則該網(wǎng)絡(luò)為線性網(wǎng)絡(luò)。 2. 可逆

12、與不可逆網(wǎng)絡(luò)可逆與不可逆網(wǎng)絡(luò) IiUjiI=0I=0 IjUijI=0I=0如果如果Uij Uij，則該網(wǎng)絡(luò)為可逆網(wǎng)絡(luò)，則該網(wǎng)絡(luò)為可逆網(wǎng)絡(luò) 3. 有耗與無(wú)耗微波網(wǎng)絡(luò)無(wú)耗網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)損耗功率為0，進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)各端口的功率之和等于網(wǎng)絡(luò)各端口的輸出功率之和 4. 對(duì)稱與非對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)：微波網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱性4.3.3 4.3.3 微波網(wǎng)絡(luò)的特性微波網(wǎng)絡(luò)的特性單端口網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)的阻抗參量和導(dǎo)納參量為單端口網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)的阻抗參量和導(dǎo)納參量為對(duì)應(yīng)的輸入阻抗和輸入導(dǎo)納對(duì)應(yīng)的輸入阻抗和輸入導(dǎo)納ZRjXYGjB如果網(wǎng)絡(luò)有耗，如果網(wǎng)絡(luò)有耗，R0，G0如果網(wǎng)絡(luò)無(wú)耗，如果網(wǎng)絡(luò)無(wú)耗，R0，G0，Z和和Y為純虛數(shù)為純虛數(shù)如果

13、網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部?jī)?chǔ)存的平均磁能大于平均電能，如果網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部?jī)?chǔ)存的平均磁能大于平均電能，網(wǎng)絡(luò)參考面上的阻抗呈感性，網(wǎng)絡(luò)參考面上的阻抗呈感性，X0如果網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部?jī)?chǔ)存的平均磁能小于平均電能，如果網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部?jī)?chǔ)存的平均磁能小于平均電能，網(wǎng)絡(luò)參考面上的阻抗呈容性，網(wǎng)絡(luò)參考面上的阻抗呈容性，X0ZRjXYGjB如果網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部?jī)?chǔ)存的平均磁能等于平均電能，如果網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部?jī)?chǔ)存的平均磁能等于平均電能，X0，B0，表示網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部發(fā)生諧振，表示網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部發(fā)生諧振next諧振概念：諧振概念：含有含有RLC 的無(wú)源單口網(wǎng)絡(luò)的無(wú)源單口網(wǎng)絡(luò),對(duì)于某些頻率出對(duì)于某些頻率出現(xiàn)端口電壓、電流同相位。現(xiàn)端口電壓、電流同相位。串聯(lián)諧振應(yīng)用舉例串聯(lián)諧振應(yīng)用舉例

14、收音機(jī)接收電路收音機(jī)接收電路1L2L3LC:1L接收天線接收天線2L與與 C ：組成諧振電路：組成諧振電路:3L將選擇的信號(hào)送將選擇的信號(hào)送 接收電路接收電路1L2L3LC 組成諧振電路組成諧振電路 ，選出所需的電臺(tái)。，選出所需的電臺(tái)。C - 2L321 eee、 為來(lái)自為來(lái)自3個(gè)不同電臺(tái)不同頻率個(gè)不同電臺(tái)不同頻率的電動(dòng)勢(shì)信號(hào)；的電動(dòng)勢(shì)信號(hào)；C2L2LR1e2e3eCLf2121消除噪聲消除噪聲LCffN210令濾波器工作在噪聲頻率下，令濾波器工作在噪聲頻率下，即可消除噪聲。即可消除噪聲。-信號(hào)源信號(hào)源)sSE（-噪聲源噪聲源）（NNE接接收收網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)SENEr諧振諧振濾波器濾波器提取信號(hào)提取

15、信號(hào)SENEr接接收收網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)諧振諧振濾波器濾波器LCffS210令濾波器工作在令濾波器工作在 頻率下，頻率下，信號(hào)即可順利地到達(dá)接收網(wǎng)信號(hào)即可順利地到達(dá)接收網(wǎng)絡(luò)。絡(luò)。Sf-信號(hào)源信號(hào)源)sSE（-噪聲源噪聲源）（NNE前往前往(1)(1)對(duì)于無(wú)耗網(wǎng)絡(luò)對(duì)于無(wú)耗網(wǎng)絡(luò), ,網(wǎng)絡(luò)的全部阻抗參量與導(dǎo)納參量網(wǎng)絡(luò)的全部阻抗參量與導(dǎo)納參量均為純虛數(shù)均為純虛數(shù), ,即有即有 Zij=jXij, Yij=jBij Zij=jXij, Yij=jBij (i,j=1,2,:,n) (i,j=1,2,:,n) (2)(2)對(duì)于可逆網(wǎng)絡(luò)對(duì)于可逆網(wǎng)絡(luò), ,則有下列互易特性則有下列互易特性: : Zij=Zji,Yij=

16、Yji(ij,i,j=1,2,:,n) Zij=Zji,Yij=Yji(ij,i,j=1,2,:,n) (3) (3)對(duì)于對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)對(duì)于對(duì)稱網(wǎng)絡(luò), ,則有則有: : Zii=Zjj,Yii=Yjj (ij) Zii=Zjj,Yii=Yjj (ij) 將單端口網(wǎng)絡(luò)的結(jié)論推廣到多端口網(wǎng)絡(luò)將單端口網(wǎng)絡(luò)的結(jié)論推廣到多端口網(wǎng)絡(luò)4.4 二端口微波網(wǎng)絡(luò)二端口微波網(wǎng)絡(luò)二端口微波網(wǎng)絡(luò)二端口微波網(wǎng)絡(luò)電路特性參量電路特性參量電壓電流電壓電流波特性參量波特性參量入射波電壓反射波電壓入射波電壓反射波電壓4.4.1 4.4.1 二端口微波網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)參量二端口微波網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)參量 1. 阻抗參量參考面參考面T1T1和和T2T2

17、 111 1122221 1222UZ IZ IUZ IZ IUZI211101IUZI表示表示T2面開路時(shí)，面開路時(shí)，T1面的輸入阻抗面的輸入阻抗 111 1122221 1222UZ IZ IUZ IZ IUZI122202IUZI表示表示T1面開路時(shí)，面開路時(shí)，T2面的輸入阻抗面的輸入阻抗 111 1122221 1222UZ IZ IUZ IZ IUZI111202IUZI表示表示T1面開路時(shí)，端口面開路時(shí)，端口2到端口到端口1的轉(zhuǎn)移阻抗的轉(zhuǎn)移阻抗 111 1122221 1222UZ IZ IUZ IZ IUZI222101IUZI表示表示T2面開路時(shí)，端口面開路時(shí)，端口1到端口到端

18、口2的轉(zhuǎn)移阻抗的轉(zhuǎn)移阻抗為了使理論分析具有普遍性為了使理論分析具有普遍性,常把各參考面上的電壓常把各參考面上的電壓電流對(duì)所接傳輸線的特性阻抗歸一化電流對(duì)所接傳輸線的特性阻抗歸一化如果如果T1和和T2參考面處所接的特性阻抗分別為參考面處所接的特性阻抗分別為Z01和和Z02,則則T1和和T2參考面上的歸一化電壓及歸一化電參考面上的歸一化電壓及歸一化電流分別為流分別為1111010122220202UUIIZZUUIIZZ歸一化阻抗參量與未歸一化阻抗參量之間的關(guān)系為歸一化阻抗參量與未歸一化阻抗參量之間的關(guān)系為1112111201010222212221020102ZZZZZZ ZZZZZZZ Z11

19、1 1122221 1222UZ IZ IUZ IZ I 于是歸一化電壓電流的關(guān)系式為于是歸一化電壓電流的關(guān)系式為111112212222UIZZZZUI2.2.導(dǎo)納參量導(dǎo)納參量 11111222211222IY UY UIY UY UIYU 思考每個(gè)參量的含義思考每個(gè)參量的含義1111011101010122220222020202UIUUYIIZZYUIUUYIIZZY111211120101 02222122210201 02YYYYYY YYYYYYY Y11111222211222IY UY UIY UY UIYU 3. 3. 轉(zhuǎn)移參量轉(zhuǎn)移參量用用T2T2面上的電壓電流來(lái)表示面上的電

20、壓電流來(lái)表示T1T1面上的電壓和電流的網(wǎng)面上的電壓和電流的網(wǎng)絡(luò)方程絡(luò)方程, ,且規(guī)定進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的方向?yàn)殡娏鞯恼较蚯乙?guī)定進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的方向?yàn)殡娏鞯恼较? ,出網(wǎng)絡(luò)出網(wǎng)絡(luò)的方向?yàn)殡娏鞯呢?fù)方向的方向?yàn)殡娏鞯呢?fù)方向 1112122121222211121212212211122122UA UA IIA UA IAAUUIIAAAAAAA111212122122111232232122AAUUIIAAAAUUIIAA網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)N1N1和網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)N2N2相級(jí)聯(lián)相級(jí)聯(lián)轉(zhuǎn)移矩陣為：轉(zhuǎn)移矩陣為：n個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)的級(jí)聯(lián)個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)的級(jí)聯(lián) nAAAA214.散射參量散射參量用兩個(gè)參考面上的入射波電壓來(lái)表示兩個(gè)參用兩個(gè)參考面

21、上的入射波電壓來(lái)表示兩個(gè)參考面上的反射波電壓的網(wǎng)絡(luò)方程為考面上的反射波電壓的網(wǎng)絡(luò)方程為11111222211222riiriiUS US UUS US U寫成矩陣形式：寫成矩陣形式： 1112112122211irririSSUUSSUUUSU例：求一段均勻無(wú)耗傳輸線的例：求一段均勻無(wú)耗傳輸線的S S參數(shù)參數(shù)lZ05. 5. 傳輸參量傳輸參量- -用于分析網(wǎng)絡(luò)的級(jí)聯(lián)用于分析網(wǎng)絡(luò)的級(jí)聯(lián)用用T2T2面上的電壓入射波和反射波來(lái)表示面上的電壓入射波和反射波來(lái)表示T1T1面面上的電壓入射波和反射波的網(wǎng)絡(luò)方程組為上的電壓入射波和反射波的網(wǎng)絡(luò)方程組為11121221211222irirriUT UT UUT

22、 UT U 11121221222111122122irirTTUUTTUUTTTTT寫成矩陣形式：寫成矩陣形式： 二端口微波網(wǎng)絡(luò)二端口微波網(wǎng)絡(luò)電路特性參量電路特性參量電壓電流電壓電流波特性參量波特性參量入射波電壓反射波電壓入射波電壓反射波電壓4.4.2 4.4.2 各種微波網(wǎng)絡(luò)參量的互相轉(zhuǎn)換各種微波網(wǎng)絡(luò)參量的互相轉(zhuǎn)換1. 1. 網(wǎng)絡(luò)參量網(wǎng)絡(luò)參量Z Z、Y Y、A A之間的轉(zhuǎn)換之間的轉(zhuǎn)換2. 2. 網(wǎng)絡(luò)參量網(wǎng)絡(luò)參量S S、T T之間的轉(zhuǎn)換之間的轉(zhuǎn)換3. 3. 網(wǎng)絡(luò)參量網(wǎng)絡(luò)參量Z Z、Y Y、A A與網(wǎng)絡(luò)參量與網(wǎng)絡(luò)參量S S、T T之間的轉(zhuǎn)換之間的轉(zhuǎn)換列于表列于表441441中中, ,以供參考以

23、供參考 21122112YYZZ4.4.3 4.4.3 二端口網(wǎng)絡(luò)參量的性質(zhì)二端口網(wǎng)絡(luò)參量的性質(zhì)1. 可逆網(wǎng)絡(luò)可逆網(wǎng)絡(luò)可逆網(wǎng)絡(luò)的定義可逆網(wǎng)絡(luò)的定義 IiUjiI=0I=0 IjUijI=0I=0如果如果Ii=Ij時(shí)，時(shí)，Uij Uij，則該網(wǎng)絡(luò)為可逆網(wǎng)絡(luò)，則該網(wǎng)絡(luò)為可逆網(wǎng)絡(luò) 21122112YYZZ121122211AAAA2112SS121122211TTTT1. 可逆網(wǎng)絡(luò)可逆網(wǎng)絡(luò)根據(jù)五種參量的轉(zhuǎn)換公式不難得到其它幾根據(jù)五種參量的轉(zhuǎn)換公式不難得到其它幾種網(wǎng)絡(luò)參量的互易特性為種網(wǎng)絡(luò)參量的互易特性為 2211ZZ2211YY2211SS2112TT2211AA2. 2. 對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)根據(jù)五種

24、參量的轉(zhuǎn)換公式不難得到其它幾根據(jù)五種參量的轉(zhuǎn)換公式不難得到其它幾種網(wǎng)絡(luò)參量的互易特性為種網(wǎng)絡(luò)參量的互易特性為對(duì)稱二端口網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)參考面上的輸入阻抗，輸入對(duì)稱二端口網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)參考面上的輸入阻抗，輸入導(dǎo)納，電壓反射系數(shù)對(duì)應(yīng)相等導(dǎo)納，電壓反射系數(shù)對(duì)應(yīng)相等22T21T無(wú)耗網(wǎng)絡(luò)的阻抗和導(dǎo)納參量均為虛數(shù)無(wú)耗網(wǎng)絡(luò)的阻抗和導(dǎo)納參量均為虛數(shù),即即 Zij=jXij, Yij=jBij (i,j=1,2) 利用各種參量的轉(zhuǎn)換公式利用各種參量的轉(zhuǎn)換公式,不難得到不難得到A參量參量和和T參量的無(wú)耗特性為參量的無(wú)耗特性為 A11和和A22為實(shí)數(shù)為實(shí)數(shù),A12和和A21為純虛數(shù)。為純虛數(shù)。 T11= , T12=3. 3

25、. 無(wú)耗網(wǎng)絡(luò)無(wú)耗網(wǎng)絡(luò)散射矩陣滿足么正條件：散射矩陣滿足么正條件： 1SST 22122111SSSSST其中：其中：11211121122212221001SSSSSSSS4.5 4.5 參考面移動(dòng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)參量的影響參考面移動(dòng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)參量的影響112211112222,jjiirrjjiirrUU eUU eUU eUU e根據(jù)傳輸線理論可得兩對(duì)參考面之間入射波電壓根據(jù)傳輸線理論可得兩對(duì)參考面之間入射波電壓及反射波電壓有如下關(guān)系及反射波電壓有如下關(guān)系:112211112222,jjiirrjjiirrUU eUU eUU eUU e根據(jù)根據(jù)S S參量的定義有參量的定義有 22111111()222

26、1211121111111122222jjrrjiijjrrjiijUU eSS eUU eUU eSS eUU eSS e 1221SSSP SP 由此可得由此可得式中式中P P為對(duì)角線矩陣為對(duì)角線矩陣, ,即即 1200jjePe 由于網(wǎng)絡(luò)是可逆網(wǎng)絡(luò)由于網(wǎng)絡(luò)是可逆網(wǎng)絡(luò),故有故有多端口網(wǎng)絡(luò)參考面向外移時(shí)的對(duì)角線矩陣為多端口網(wǎng)絡(luò)參考面向外移時(shí)的對(duì)角線矩陣為 100000njjePeSP SP 若新參考面是由原參考面向網(wǎng)絡(luò)方向移動(dòng)若新參考面是由原參考面向網(wǎng)絡(luò)方向移動(dòng), ,S S參數(shù)如何求？參數(shù)如何求？ 取負(fù)值取負(fù)值45 基本電路單元的參量矩陣基本電路單元的參量矩陣求串聯(lián)阻抗的求串聯(lián)阻抗的A和和S

27、矩陣矩陣2211102112021IUUAUUAZI 根據(jù)根據(jù)A A參量的定義參量的定義11221AA由網(wǎng)絡(luò)的互易特性由網(wǎng)絡(luò)的互易特性, ,即即A11A22-A12A21=1,A11A22-A12A21=1,有有1122211210A AAA因此串聯(lián)阻抗的因此串聯(lián)阻抗的A A矩陣為矩陣為 101ZA 由網(wǎng)絡(luò)的對(duì)稱性由網(wǎng)絡(luò)的對(duì)稱性,有有 可根據(jù)可根據(jù)A與與S參量的轉(zhuǎn)換公式以及網(wǎng)絡(luò)的參量的轉(zhuǎn)換公式以及網(wǎng)絡(luò)的對(duì)稱性和可逆性對(duì)稱性和可逆性,可求得該網(wǎng)絡(luò)的可求得該網(wǎng)絡(luò)的S矩陣矩陣 112212211111221221121112212221122211222222122AAAAZSAAAAZZSAAAA

28、ZZSSZZSSZZSZZ對(duì)稱性對(duì)稱性可逆性可逆性46 微波網(wǎng)絡(luò)的工作特性參量微波網(wǎng)絡(luò)的工作特性參量4.6.1 電壓傳輸系數(shù)電壓傳輸系數(shù)T網(wǎng)絡(luò)輸出端接匹配負(fù)載時(shí)網(wǎng)絡(luò)輸出端接匹配負(fù)載時(shí),輸出端參考面上的反射輸出端參考面上的反射波電壓與輸入端參考面上的入射波電壓之比波電壓與輸入端參考面上的入射波電壓之比,即即21ST 2201irUiUTU根據(jù)根據(jù)S S參量的定義有：參量的定義有：對(duì)于可逆二端口網(wǎng)絡(luò)對(duì)于可逆二端口網(wǎng)絡(luò), ,則有則有 T=S21=S12T=S21=S12根據(jù)二端口網(wǎng)絡(luò)根據(jù)二端口網(wǎng)絡(luò)S S與與A A的關(guān)系的關(guān)系, ,便得到便得到21111221222TSAAAA電壓傳輸系數(shù)電壓傳輸系數(shù)T T可用來(lái)分析衰減器可用來(lái)