微波技術 重點復習 劉學觀

1、緒緒 論論 v 微波頻段微波頻段：300MHz3000GHz 微波波長微波波長：0.1mm1m （分米波分米波 ，厘米波，毫米波，亞毫，厘米波，毫米波，亞毫米波）米波）v 微波的特點：微波的特點：似光性，穿透性，寬頻帶特性，熱效應特性，散似光性，穿透性，寬頻帶特性，熱效應特性，散射特性，射特性， 抗低頻干擾特性，視距傳播特性，分布參數(shù)的不確抗低頻干擾特性，視距傳播特性，分布參數(shù)的不確定性，電磁兼容和電磁環(huán)境污染定性，電磁兼容和電磁環(huán)境污染。v 分析方法：分析方法：場的分析方法，場的分析方法， 路的分析方法路的分析方法。（微波網(wǎng)絡）（微波網(wǎng)絡）第第1章章 均勻傳輸線理論均勻傳輸線理論v 傳輸線的

2、分類：傳輸線的分類：雙導體傳輸線，金屬波導管，介質傳輸線雙導體傳輸線，金屬波導管，介質傳輸線。v 分析方法分析方法: 場分析法，等效電路法場分析法，等效電路法。v 均勻傳輸線方程：（均勻傳輸線方程：（單位長分布電阻、漏電導、電感和電容單位長分布電阻、漏電導、電感和電容）0)(d)(d0)(d)(d222222zIzzIzUzzU)j)(j(2CGLRZY 02121eeeeZAAzIAAzUzzzz。稱為傳輸線的特性阻抗)j/()j(0CGLRZ傳播常數(shù) zz+ zzz0u 傳輸線的邊界條件通常有以下三種傳輸線的邊界條件通常有以下三種 已知始端電壓和始端電流已知始端電壓和始端電流Ui、Ii 已

3、知終端電壓和終端電流已知終端電壓和終端電流Ul、Il 已知信號源電動勢已知信號源電動勢Eg和內阻和內阻Zg以及負載阻抗以及負載阻抗Zl 。u 傳輸線上任意點上的電壓和電流都由二部分組傳輸線上任意點上的電壓和電流都由二部分組 成，在成，在任一點處電壓或電流均由沿任一點處電壓或電流均由沿-z方向傳播的方向傳播的 入射波和沿入射波和沿+z方向傳播的反射波疊加而成方向傳播的反射波疊加而成。v傳輸線的工作特性參數(shù)傳輸線的工作特性參數(shù)u 特性阻抗特性阻抗傳輸線上行波的電壓與電流的比值傳輸線上行波的電壓與電流的比值 CGLRZjj0對于均勻無耗傳輸線對于均勻無耗傳輸線 CLZ/0u 傳播常數(shù)傳播常數(shù)j)j)

4、(j(CGLR對于無耗傳輸線對于無耗傳輸線 ， ，此時，此時 （ ）0jLCu 相速相速傳輸線上行波等相位面沿傳輸方向的傳播速度傳輸線上行波等相位面沿傳輸方向的傳播速度。 u 傳輸線上的波長傳輸線上的波長02=prf1=LCpv（）v均勻無耗傳輸線三個重要的物理量均勻無耗傳輸線三個重要的物理量u輸入阻抗輸入阻抗傳輸線上任意一點處的輸入電壓和輸入電流傳輸線上任意一點處的輸入電壓和輸入電流之比值。之比值。)tan(j)tan(j)()()(000inzZZzZZZzIzUzZllu 電壓駐波比電壓駐波比傳輸線上電壓最大值與電壓最小值之比。傳輸線上電壓最大值與電壓最小值之比。u 反射系數(shù)反射系數(shù)傳輸

5、線上任意一點處的反射波電壓（或電流）傳輸線上任意一點處的反射波電壓（或電流） 與入射波電壓（或電流）之比。與入射波電壓（或電流）之比。)()()()()(zIzIzUzUzirir對無耗傳輸線對無耗傳輸線j2( )elzlz lllllZZZZj00ellUUVSWR11minmax1Ku 三個參量之間的關系三個參量之間的關系)(1)(1)()()(0inzzZzIzUzZ0in0in)()()(ZzZZzZz11ll 11l終端反射系數(shù)終端反射系數(shù)00ZZZZlll 而當終端負載為任意復數(shù)時，一部分入射波被負載吸收，而當終端負載為任意復數(shù)時，一部分入射波被負載吸收， 一部分被反射回去一部分被

6、反射回去行駐波狀態(tài)。行駐波狀態(tài)。 當當 時，時， ，它表明傳輸線上沒有反射波，只存它表明傳輸線上沒有反射波，只存 在由電源向負載方向傳播的行波在由電源向負載方向傳播的行波行波狀態(tài)行波狀態(tài)。 。0lZZ0l 當終端開路當終端開路 或短路或短路 或接純電抗負載或接純電抗負載 時，終端反射系數(shù)時，終端反射系數(shù) ，此時表明入射到終端的電磁波此時表明入射到終端的電磁波 全部被反射回去全部被反射回去純駐波狀態(tài)純駐波狀態(tài)。 。lZ 0lZ 1l ll= jXZ=1u行波狀態(tài)行波狀態(tài)沿線電壓和電流振幅不變，駐波比等于沿線電壓和電流振幅不變，駐波比等于1；電壓和電流在任意點上都同相；電壓和電流在任意點上都同相；

7、傳輸線上各點阻抗均等于傳輸線特性阻抗。傳輸線上各點阻抗均等于傳輸線特性阻抗。zzZAzIzIAzUzUj01j1e)()(e)()(v傳輸線的三種工作狀態(tài)傳輸線的三種工作狀態(tài)0)(ZzZinZ0Z0UIz02/4/4/3u純駐波狀態(tài)純駐波狀態(tài)終端短路終端短路zZAIIzIzAUUzUcos2)(sin2 j)(011zZzZintanj)(0UIUz02/4/4/3終端短路終端短路并聯(lián)諧振并聯(lián)諧振串聯(lián)諧振串聯(lián)諧振終端開路終端開路UUIz2/4/34/終端短路終端短路相當于此處開路相當于此處開路串聯(lián)諧振串聯(lián)諧振并聯(lián)諧振并聯(lián)諧振 終端接純電抗終端接純電抗 Zin= j X 終端短路終端短路u行駐波

8、狀態(tài)行駐波狀態(tài)j00elllllZZZZ zlzzlzZAzIAzU2 jj012 jj1e1e)(e1e)(0in00jtan()( )j tan()llZZzZ zZZZz無耗傳輸線兩個重要的特性無耗傳輸線兩個重要的特性 /4 阻抗變換性阻抗變換性無耗傳輸線上距離為無耗傳輸線上距離為 /4的任意兩點處輸?shù)娜我鈨牲c處輸入阻抗的乘積均等于傳輸線特性阻抗的平方入阻抗的乘積均等于傳輸線特性阻抗的平方。 /2 /2 重復性重復性無耗傳輸線上距離為無耗傳輸線上距離為 /2的任意兩點處，電的任意兩點處，電壓、電流的大小（絕對值）；輸入阻抗；反射系數(shù)的值相壓、電流的大?。ń^對值）；輸入阻抗；反射系數(shù)的值相

9、等，具有等，具有 /2 的周期性。的周期性。v傳輸線的傳輸功率、效率和損耗傳輸線的傳輸功率、效率和損耗e1 e2)(422021llltZAlP)()(e1 e2)()(Re21)(in422021zPzPZAzIzUzPrzlzt傳輸線上任一點處的傳輸功率為傳輸線上任一點處的傳輸功率為傳輸線總長為傳輸線總長為l，則始端傳輸功率和負載吸收功率分別為，則始端傳輸功率和負載吸收功率分別為1 2)0(2021lLtZAPPu傳輸效率傳輸效率傳輸線終端負載吸收到的功率傳輸線終端負載吸收到的功率PL與始端的與始端的傳輸功率傳輸功率Pt (l)之比之比，即即22241(0)=( )e(1e)ltlltlP

10、P lu傳輸功率傳輸功率2m axel 當終端負載與傳輸線匹配時，此時當終端負載與傳輸線匹配時，此時傳輸效率最高，其值為傳輸效率最高，其值為 。 當終端短路或者開路時，此時傳當終端短路或者開路時，此時傳 輸輸效率為效率為0。u回波損耗和反射損耗回波損耗和反射損耗 回波損耗回波損耗入射波功率與反射波功率之比入射波功率與反射波功率之比 )dB()686. 8(2lg20e1lg10lg10)(42inzPPzLlzlrr對于無耗線對于無耗線 )dB(lg20)(lrzL若負載匹配，則若負載匹配，則Lr - ，表示無反射波功率。，表示無反射波功率。反射損耗反射損耗信源匹配條件下，表征由負載不匹配引起

11、的負載功率減信源匹配條件下，表征由負載不匹配引起的負載功率減 少程度。少程度。0022|1(1)110lg=10lg10lg20lg|421lllZZRlZZlPLP 回波損耗取決于反射信號本身的損耗，回波損耗取決于反射信號本身的損耗，| l|越大，則越大，則|Lr|越越?。环瓷鋼p耗小；反射損耗LR則表示反射信號引起的負載功率的減小，則表示反射信號引起的負載功率的減小， | l|越大，則越大，則| LR|也越大。也越大。v阻抗匹配阻抗匹配： 負載阻抗匹配負載阻抗匹配 Zl l=Z0 信號源阻抗匹配信號源阻抗匹配 Zg=Z0 共軛阻抗匹配共軛阻抗匹配 Zin=Zg*u負載阻抗匹配負載阻抗匹配負載

12、阻抗等于傳輸線的特性阻抗。此時傳負載阻抗等于傳輸線的特性阻抗。此時傳輸線上只有從信源到負載的入射波，而無反射波。輸線上只有從信源到負載的入射波，而無反射波。 u源阻抗匹配源阻抗匹配電源的內阻等于傳輸線的特性阻抗。電源的內阻等于傳輸線的特性阻抗。 對匹配對匹配源來說，它給傳輸線的入射功率是不隨負載變化的，負載源來說，它給傳輸線的入射功率是不隨負載變化的，負載有反射時，反射回來的反射波被電源吸收。有反射時，反射回來的反射波被電源吸收。u共軛阻抗匹配共軛阻抗匹配對于不匹配電源，當負載阻抗折合到電源對于不匹配電源，當負載阻抗折合到電源參考面上的輸入阻抗等于電源內阻的共軛值時，負載得到參考面上的輸入阻抗

13、等于電源內阻的共軛值時，負載得到最大功率值：最大功率值：2max1124ggPERv阻抗匹配的方法阻抗匹配的方法： /4阻抗變換器法；支節(jié)調配器法阻抗變換器法；支節(jié)調配器法 u /4阻抗變換器法阻抗變換器法已知終端負載，在傳輸線的某個位置已知終端負載，在傳輸線的某個位置 l1（？）處插入一個長度為（？）處插入一個長度為 /4、阻抗為、阻抗為Z01 （？）的無耗（？）的無耗傳輸線。傳輸線。u支節(jié)調配器法支節(jié)調配器法由距離負載的某固定位置上（？）的串聯(lián)或由距離負載的某固定位置上（？）的串聯(lián)或并聯(lián)終端短路或開路的傳輸線（并聯(lián)終端短路或開路的傳輸線（Z Z0 0 Y Y0 0同原傳輸線，同原傳輸線，

14、長度？）長度？）構成。構成。(a)串聯(lián)單支節(jié)調配器串聯(lián)單支節(jié)調配器 Z0ZlZ0Z01 l1maxl2lAA B B1arctan21arctan221llll41max已知負載可求得反射已知負載可求得反射系數(shù)系數(shù) l和駐波比和駐波比 此處為第一此處為第一波腹點波腹點此處輸入阻抗應此處輸入阻抗應等于特性阻抗等于特性阻抗(b) 并聯(lián)并聯(lián)單支節(jié)調配器單支節(jié)調配器 2lAABB1 l1minlY0Y0Y0441minll1arctan241arctan221ll此處輸入導納應此處輸入導納應等于特性導納等于特性導納此處為第一此處為第一波節(jié)點波節(jié)點阻抗圓圖阻抗圓圖n將將反射系數(shù)反射系數(shù)圓圖、歸一圓圖、歸

15、一化電阻圓圖化電阻圓圖和歸一化電和歸一化電抗圓圖畫抗圓圖畫在在一起，為完一起，為完整的阻抗圓整的阻抗圓圖，也稱為圖，也稱為史密斯圓圖。史密斯圓圖。向負載向負載向電源向電源實軸左半邊為電實軸左半邊為電壓波節(jié)點又代表壓波節(jié)點又代表行波系數(shù)行波系數(shù)K實軸右半邊為實軸右半邊為電壓波腹點又電壓波腹點又代表駐波比代表駐波比 v史密斯圓圖及其應用史密斯圓圖及其應用結論：阻抗圓圖上的重要點、線、面結論：阻抗圓圖上的重要點、線、面 r=1的電阻圓的電阻圓開路點開路點短路點短路點匹配點匹配點純電阻線純電阻線純電抗圓純電抗圓x=-1電抗圓弧電抗圓弧x=+1電抗圓弧電抗圓弧上半圓電感性上半圓電感性下半圓電容性下半圓電

16、容性圖中任一點都可讀出四個量：圖中任一點都可讀出四個量： ， 已知其中兩個量，就可已知其中兩個量，就可以根據(jù)圓圖求另外兩個量。以根據(jù)圓圖求另外兩個量。,lr x阻抗圓圖阻抗圓圖導納圓圖上的重要點、線、面導納圓圖上的重要點、線、面 g=1的電導圓的電導圓短路點短路點開路點開路點匹配點匹配點純電導線純電導線b= -1電納圓弧電納圓弧b=+1電納圓弧電納圓弧上半圓電容性上半圓電容性下半圓電感性下半圓電感性v同軸線的特性阻抗同軸線的特性阻抗特性阻抗特性阻抗2)/ln(0abCLZu 耐壓最大時的特性阻抗為耐壓最大時的特性阻抗為60 u 傳輸功率最大時的特性阻抗為傳輸功率最大時的特性阻抗為30 u 衰減

17、最小時的特性阻抗為衰減最小時的特性阻抗為76.7 實際使用的同軸線特性阻抗一般有實際使用的同軸線特性阻抗一般有50 和和 75 兩種。兩種。n 50 的同軸線兼顧了耐壓、功率容量和衰減的要求，是一種的同軸線兼顧了耐壓、功率容量和衰減的要求，是一種通用型同軸傳輸線；通用型同軸傳輸線；75 的同軸線是衰減最小的同軸線，它的同軸線是衰減最小的同軸線，它主要用于遠距離傳輸。主要用于遠距離傳輸。 習習 題題 1.1 1.6 1.8 1.10 給定傳輸線系統(tǒng)，分析傳輸線的工作狀態(tài)，計算給定傳輸線系統(tǒng)，分析傳輸線的工作狀態(tài)，計算 沿線電壓、電流、反射系數(shù)、駐波比、輸入阻抗。沿線電壓、電流、反射系數(shù)、駐波比、

18、輸入阻抗。 進行阻抗匹配的計算。進行阻抗匹配的計算。 史密斯圓圖的重要的點、線、面、圓，史密斯圓圖的重要的點、線、面、圓，利用其進行分析計算。利用其進行分析計算。第第2章章 規(guī)則金屬波導規(guī)則金屬波導u場分析方法場分析方法：先由矢量齊次亥姆霍茲方程結合邊界條件分離變先由矢量齊次亥姆霍茲方程結合邊界條件分離變量求解縱向場分量，然后由麥克斯韋方程組求解橫向場分量量求解縱向場分量，然后由麥克斯韋方程組求解橫向場分量。0),(),(0),(),(2222yxHkyxHyxEkyxEozcoztozcozt)(j)(j)(j)(j22c2c2xEyHkHyExHkHyExHkExEyHkEzzcyzzxz

19、zyzzcxzozzyxEzyxEje ),(),(zozzyxHzyxHje ),(),(每一個解對應一個波型也稱之為模式，不同的模式具有不同的傳輸特性。每一個解對應一個波型也稱之為模式，不同的模式具有不同的傳輸特性。 kc2= k2 2， kc為截止波數(shù)為截止波數(shù)。v導波理論導波理論u波的傳輸特性波的傳輸特性描述波導傳輸特性的主要參數(shù)有：相移常數(shù)、描述波導傳輸特性的主要參數(shù)有：相移常數(shù)、截止波數(shù)、相速、波導波長、群速、波阻抗及傳輸功率截止波數(shù)、相速、波導波長、群速、波阻抗及傳輸功率。相移常數(shù)和截止波數(shù)相移常數(shù)和截止波數(shù)22c2c2/1kkkkk 相速度與波導波長相速度與波導波長22crr2

20、2cp/1/11kkckkkv對導行波來說對導行波來說k kc，故，故rrp/cv 即即在規(guī)則波導中波的傳播的速度要比在無界空間媒質中傳播的速度要快。在規(guī)則波導中波的傳播的速度要比在無界空間媒質中傳播的速度要快。 群速群速22crr/1d/d1ddkkcg波阻抗波阻抗橫向電場和橫向磁場之比橫向電場和橫向磁場之比ttHEZ 傳輸功率傳輸功率22*11Re() ddd222ttSSSZPESHSZE HSu導導 行行 波波 分分 類類為什么規(guī)則金屬波導內不能傳輸為什么規(guī)則金屬波導內不能傳輸TEM波？波？vTEM波 kc=0 則齊次波動方程變?yōu)椋?這正是拉普拉斯方程。這表明，導波系統(tǒng)中TEM波在橫截

21、面上的場分量滿足拉普拉斯方程。因此其分布應該與靜態(tài)場中相同邊界條件下的場分布相同。正是由于這一點，我們斷定凡能維持二維靜態(tài)場的導波系統(tǒng)，都能傳輸凡能維持二維靜態(tài)場的導波系統(tǒng)，都能傳輸TEM波波。例如二線傳輸線、同軸線等。也即為了傳輸為了傳輸TEM波必波必須要有二個以上的多導體系統(tǒng)須要有二個以上的多導體系統(tǒng)。 空心金屬波導管為單導體金屬管，由于其內部不能維空心金屬波導管為單導體金屬管，由于其內部不能維持二維靜態(tài)場，故不能傳輸持二維靜態(tài)場，故不能傳輸TEM波波。這是波導管中電磁波顯著的特點之一。22( , )0( , )0toztozEx yHx yv矩形波導矩形波導u矩形波導中的場矩形波導中的場

22、u矩形波導的傳輸特性矩形波導的傳輸特性TEmn 和和 TMmn 互為簡并?；楹啿⒛藴什▽藴什▽J-32各模式截止波長圖各模式截止波長圖 單模傳輸區(qū)域單模傳輸區(qū)域截止區(qū)截止區(qū)判斷判斷 b 和和 a/2 的大小，決定單模工作區(qū)。的大小，決定單模工作區(qū)。u矩形波導主模矩形波導主模TE10(a) TE10模場分布模場分布 101010sincos2sincos+2coscos0yxzxzyaEHxtzaaHHxtzaHHxtzaEEH矩形波導矩形波導TE10模的場分布圖模的場分布圖(b) TE10模的傳輸特性模的傳輸特性1) 截止波長與相移常數(shù)截止波長與相移常數(shù) 2212a相移常數(shù)為相移常數(shù)為

23、 截止波長為截止波長為 ak22ccTE102) 波導波長與波阻抗波導波長與波阻抗 2)2/(12ag2TE)2/(112010aZ3) 相速與群速相速與群速 p22g1(/ 2 )d1(/ 2 )dvaa4) 傳輸功率傳輸功率 1010TE2102TE4|21ZabEdxdyEZdxdySPyzu矩形波導尺寸選擇原則矩形波導尺寸選擇原則 波導帶寬問題波導帶寬問題：保證在給定頻率范圍內的電磁波在波導保證在給定頻率范圍內的電磁波在波導中都能以單一的模傳播，其它高次模都應截止中都能以單一的模傳播，其它高次模都應截止。 波導功率容量問題波導功率容量問題：在傳播所要求的功率時，波導不致在傳播所要求的功

24、率時，波導不致于發(fā)生擊穿。適當增加于發(fā)生擊穿。適當增加b可增加功率容量，故可增加功率容量，故b應盡可能應盡可能大一些大一些。 波導的衰減問題波導的衰減問題：通過波導后的信號功率不要損失太大。通過波導后的信號功率不要損失太大。增大增大b也可使衰減變小，故也可使衰減變小，故b應盡可能大一些應盡可能大一些。aba)5 . 04 . 0(7 . 0綜合上述因素，矩形波導的尺寸一般選為：綜合上述因素，矩形波導的尺寸一般選為： v圓波導圓波導u圓波導中的場圓波導中的場場分析法，圓柱坐標下求解場分析法，圓柱坐標下求解mncTE2mnau圓波導的傳輸特性圓波導的傳輸特性TE模模mnmnTETEwuHEz22a

25、ukmnTEmnTM模模wHEZmnTMTMmn22mnmnTMvKaakmnmncTEmncTM2mnaakmnmncTMu三種典型模式的截止波長分別為三種典型模式的截止波長分別為 :TE11,TM01,TE01.aaa6398. 16127. 24126. 3010111cTEcTMcTE 圓波導具有軸對稱結構。對于圓波導具有軸對稱結構。對于m 0的任意非圓對稱模的任意非圓對稱模式式,由于場由于場沿沿 方向存在方向存在sinm 和和cosm 兩種場分布兩種場分布，兩者，兩者的截止波數(shù)相同傳播特性相同，但極化面互相垂直，稱之的截止波數(shù)相同傳播特性相同，但極化面互相垂直，稱之為為極化簡并極化簡

26、并。v簡并模簡并模 (b) 極化簡并極化簡并在圓波導中除在圓波導中除TE0n和和TM0n 外的所有模式均存在極化簡并。外的所有模式均存在極化簡并。 由于貝塞爾函數(shù)具有由于貝塞爾函數(shù)具有 的性質，的性質，所以一階貝塞爾函數(shù)的根和零階貝塞爾函數(shù)所以一階貝塞爾函數(shù)的根和零階貝塞爾函數(shù)導數(shù)的根相等，導數(shù)的根相等， 故故 ，從而形從而形成了成了TE0n模和模和TM1n模的簡并模的簡并。0n1ncTEcTM0n1n(a)E-H簡并簡并)()(10 xJxJv波導的激勵和耦合的方法波導的激勵和耦合的方法電激勵，磁激勵，電流電激勵，磁激勵，電流激勵激勵習習 題題 2.1 2.3 2.8 2.10 2.12分析

27、矩形波導主模的場分布特點。分析矩形波導主模的場分布特點。給定矩形波導、圓波導尺寸、工作頻率（波長），給定矩形波導、圓波導尺寸、工作頻率（波長），分析傳輸?shù)哪Ｊ?，計算傳輸特性參量。分析傳輸?shù)哪Ｊ?，計算傳輸特性參量。第?章章 微波集成傳輸線微波集成傳輸線v微波集成傳輸線微波集成傳輸線v微帶傳輸線微帶傳輸線帶狀線，微帶線，耦合微帶線帶狀線，微帶線，耦合微帶線u帶狀線帶狀線0p1/ZL CC同軸線同軸線帶狀線，傳輸帶狀線，傳輸TEM模模特性阻抗特性阻抗常用等效電容法和保角變換法求解分布電容常用等效電容法和保角變換法求解分布電容。工程應用上，給出了一組比較實用的公式，這組公式分為導帶厚度為零工程應用上

28、，給出了一組比較實用的公式，這組公式分為導帶厚度為零(和導帶厚度不為零和導帶厚度不為零(H. A. 兩種情況。兩種情況。衰減常數(shù)衰減常數(shù)帶狀線的衰減主要由導體損耗和介質損耗引起。帶狀線的衰減主要由導體損耗和介質損耗引起。dc導體衰減可由增量電感法求解，可給出近似公式。導體衰減可由增量電感法求解，可給出近似公式。rcv/pr0/g相速和波導波長相速和波導波長u微帶線微帶線hw平行雙導體傳輸線平行雙導體傳輸線微帶線，微帶線， 當頻率不很高時當頻率不很高時,傳輸傳輸準準TEM模模特性阻抗特性阻抗LCCCLZ/11/pp02pe)/(vc有效介電常數(shù)的取值就在有效介電常數(shù)的取值就在1與與 之間之間r引

29、入引入有效介電常數(shù)有效介電常數(shù) ) 1(1req21121121whq工程上，用填充因子工程上，用填充因子q來定義有效介電常數(shù)來定義有效介電常數(shù)ep/cv e00aZZ 只要求得空氣微帶線的特性阻抗只要求得空氣微帶線的特性阻抗Z0a及有效介電常數(shù)及有效介電常數(shù) e，就可求得介質微，就可求得介質微帶線的特性阻抗。帶線的特性阻抗。（經(jīng)驗近似公式）經(jīng)驗近似公式）e0/gdc 2wr 2br 2wr 2hr14rh傳輸線類型主 模截止波長c單模傳輸條件矩形波導TE10模2aa2b圓波導TE11模3.41R2.62R/2(D+d)帶狀線TEM模 ，微帶線準TEM模 各類傳輸線內傳輸?shù)闹髂＜捌浣刂共ㄩL和單

30、模傳輸條件列表如下各類傳輸線內傳輸?shù)闹髂＜捌浣刂共ㄩL和單模傳輸條件列表如下：對應于尺寸選擇原則對應于尺寸選擇原則u耦合微帶線耦合微帶線一般采用一般采用準準TEM模的奇偶模法模的奇偶模法進行分析進行分析對于對稱耦合微帶線，我們可以對于對稱耦合微帶線，我們可以將激勵分為奇模激勵和將激勵分為奇模激勵和偶模激勵偶模激勵偶模激勵偶模激勵U1=U2=Ue 奇模激勵奇模激勵U1=U2=Uo偶模激勵偶模激勵：將振幅相等、相位相同的電壓將振幅相等、相位相同的電壓Ue加在耦合線上，加在耦合線上，以形成偶對稱的激勵狀態(tài)。以形成偶對稱的激勵狀態(tài)。奇模激勵奇模激勵：將振幅相等、相位相反的電壓將振幅相等、相位相反的電壓U

31、o和和- Uo加在耦加在耦合線上，以形成奇對稱的激勵狀態(tài)。合線上，以形成奇對稱的激勵狀態(tài)。 偶模激勵偶模激勵奇模激勵奇模激勵)1 ()1 (1)1)(1 (1)1)(1 (0e0epeeCLepeCLCLKCKLCZKKLCKKLC偶模電容偶模電容C0e=C(1KC)= Ca。 偶模激勵時電力線偶模激勵時電力線磁壁磁壁)1 ()1 (1)1)(1 (1)1)(1 (o0poo0poCLCLoCLoKCKLCZKKLCKKLC奇模電容奇模電容C0o=C(1+KC)= Ca+2 Cab。 奇模激勵時電力線奇模激勵時電力線電壁 奇偶模有效介電常數(shù)與耦合系數(shù)奇偶模有效介電常數(shù)與耦合系數(shù)eooreeer

32、1(1)1(1)qq qo、qe分別為奇、偶模的填充因子分別為奇、偶模的填充因子。 0opo0oeoeo0epe0eeeeeaaZcZZcZ 和和 分別為空氣耦合微分別為空氣耦合微帶的奇偶模特性阻抗。帶的奇偶模特性阻抗。aoZ0aeZ0當介質為空氣時，當介質為空氣時，KL= KC=K K稱為耦合系數(shù)稱為耦合系數(shù)KKZKKCLZKKZKKCLZaCaaCa111111110o00e0aCaOaezzz000200/1aaCzLCzK 是考慮到另一根耦合線存在條件下空氣填充時單根微是考慮到另一根耦合線存在條件下空氣填充時單根微帶線的特性阻抗。帶線的特性阻抗。 是空氣填充時孤立單線的特性阻抗。是空氣

33、填充時孤立單線的特性阻抗。aCZ00azv介質波導介質波導波導專指各種形狀的波導專指各種形狀的空心金屬波導管和表面波波導空心金屬波導管和表面波波導(介質波導），介質波導），前者前者將被傳輸?shù)碾姶挪ㄍ耆拗圃诮饘俟軆葘⒈粋鬏數(shù)碾姶挪ㄍ耆拗圃诮饘俟軆?，又稱封閉波導；后，又稱封閉波導；后者者將引導的電磁波約束在波導結構的周圍將引導的電磁波約束在波導結構的周圍，又稱開波導。，又稱開波導。場特征場特征：介質波導邊界內外都有電磁場存在，需要全空間求介質波導邊界內外都有電磁場存在，需要全空間求解，能量主要約束在介質波導的周圍解，能量主要約束在介質波導的周圍。表面波特點表面波特點：電磁場沿兩個媒質分界面法線

34、方向按指數(shù)衰減，電磁場沿兩個媒質分界面法線方向按指數(shù)衰減，一般來說，一般來說，它是一種慢波，它沿波導結構傳播的速度小于光它是一種慢波，它沿波導結構傳播的速度小于光速速。介質波導介質波導(dielectric waveguide)分為兩大類分為兩大類:一類是開放式介一類是開放式介質波導主要包括質波導主要包括圓形介質波導圓形介質波導和和介質鏡像線介質鏡像線等等，另一類是，另一類是半半開放介質波導主要包括開放介質波導主要包括H形波導形波導、G形波導等形波導等。u圓形介質波導圓形介質波導圓形介質波導不存在純圓形介質波導不存在純TEmn和和TMmn模，但存在模，但存在TE0n和和TM0n模模，一般情況下

35、為混合模，一般情況下為混合模HEmn和和EHmn模模。可見圓形介質波導的可見圓形介質波導的TE0n和和TM0n模在截止時是簡并的，模在截止時是簡并的，它們的截止頻率均為：它們的截止頻率均為：12r00cacfnn 0n是零階貝塞爾函是零階貝塞爾函數(shù)數(shù)J0(x)的第的第n個根。個根。 1） m=02） m=112r11cacfnn 1n是一階貝塞爾函是一階貝塞爾函數(shù)數(shù)J1(x)的第的第n個根個根HE11模是圓形介質波導傳輸?shù)闹髂?，而第一個高次模為模是圓形介質波導傳輸?shù)闹髂?，而第一個高次模為TE01或或TM01模模。單模光纖大多也工作在單模光纖大多也工作在HE11模模。 v光光 纖纖u分類分類 按

36、組成材料可分為按組成材料可分為石英玻璃光纖石英玻璃光纖、多組分玻璃光纖、多組分玻璃光纖、塑料包層塑料包層玻璃芯光纖玻璃芯光纖和全塑料光纖。其中，和全塑料光纖。其中，石英玻璃光纖損耗最小，最適石英玻璃光纖損耗最小，最適合長距離、大容量通信合長距離、大容量通信。 按折射率分布形狀可分為按折射率分布形狀可分為階躍型光纖和漸變型光纖階躍型光纖和漸變型光纖。按傳輸模式可分為按傳輸模式可分為多模光纖和單模光纖多模光纖和單模光纖。為避免高次模的出現(xiàn)為避免高次模的出現(xiàn)(cTM01)，單模光纖的直徑，單模光纖的直徑D必須必須滿足以下條件：滿足以下條件：2221405. 2nnD單模光纖在單模光纖在1.3m和和1

37、.55m波長附近損耗較低，且?guī)捿^寬，波長附近損耗較低，且?guī)捿^寬，適合用于遠距離光纖通信。適合用于遠距離光纖通信。 （1300nm 和和 1550nm）習習 題：題： 3.6 3.8 3.12 實際工程應用中，分析設計微帶線實際工程應用中，分析設計微帶線 、帶狀線、帶狀線 、耦合微帶線。、耦合微帶線。第第4章章 微波網(wǎng)絡基礎微波網(wǎng)絡基礎 微波網(wǎng)絡微波網(wǎng)絡: 是在分析場分布的基礎上，用路的分析方是在分析場分布的基礎上，用路的分析方法將微波元件等效為電抗或電阻等集中元件網(wǎng)絡，將法將微波元件等效為電抗或電阻等集中元件網(wǎng)絡，將實際的導波傳輸系統(tǒng)等效為傳輸線，從而將實際的微實際的導波傳輸系統(tǒng)等效為傳輸

38、線，從而將實際的微波系統(tǒng)簡化為微波網(wǎng)絡。波系統(tǒng)簡化為微波網(wǎng)絡。網(wǎng)絡分析網(wǎng)絡分析: 借助于借助于“路路”的分析法的分析法,通過分析網(wǎng)絡通過分析網(wǎng)絡(微波微波元件元件)的外部特性，給出系統(tǒng)的一般傳輸特性的外部特性，給出系統(tǒng)的一般傳輸特性。如功率。如功率傳遞，阻抗匹配等，而且網(wǎng)絡分析的結果可以通過實傳遞，阻抗匹配等，而且網(wǎng)絡分析的結果可以通過實際測量的方法來驗證。際測量的方法來驗證。網(wǎng)絡綜合網(wǎng)絡綜合：根據(jù)微波元件的工作特性綜合出要求的微根據(jù)微波元件的工作特性綜合出要求的微波網(wǎng)絡，從而用一定的微波結構實現(xiàn)它波網(wǎng)絡，從而用一定的微波結構實現(xiàn)它。v等效傳輸線等效傳輸線引入等效電壓和電流的概念，將均勻傳輸線

39、理論應用于任引入等效電壓和電流的概念，將均勻傳輸線理論應用于任意導波系統(tǒng)。意導波系統(tǒng)。規(guī)定規(guī)定(1): 電壓電壓U(z)和電流和電流I(z)分別與分別與Et和和Ht成正比；成正比；規(guī)定規(guī)定(2) :電壓電壓U(z)和電流和電流I(z)共軛乘積的實部應等于平均傳共軛乘積的實部應等于平均傳輸功率；輸功率； 規(guī)定規(guī)定(3): 電壓和電流之比應等于對應的等效特性阻抗值；電壓和電流之比應等于對應的等效特性阻抗值；)(),(),()(),(),(zIyxzyxzUyxzyxkktkkthHeE 、 是是二維實函數(shù)二維實函數(shù)，代表了，代表了橫向場的模式橫向分布函數(shù)；橫向場的模式橫向分布函數(shù)；Uk(z)、Ik

40、(z)都是一都是一維標量函數(shù)，維標量函數(shù)，模式等效電壓和模式等效電流。模式等效電壓和模式等效電流。 ( , )kx ye),(yxkhZek為該模式等效特性阻抗，為該模式等效特性阻抗，Z Zw 為波阻抗。為波阻抗。ekwkkkkZZhed1Sheu矩形波導矩形波導TE10模的等效電壓、等效電流模的等效電壓、等效電流zjTEzjeZEazIeEbzU1010102)(2)(u 每一個模式可用一獨立的等效傳輸線來表示每一個模式可用一獨立的等效傳輸線來表示。這樣可把傳輸。這樣可把傳輸n個模式個模式的導波系統(tǒng)等效為的導波系統(tǒng)等效為n個獨立的模式等效傳輸線，每根傳輸線只傳輸一個個獨立的模式等效傳輸線，每

41、根傳輸線只傳輸一個模式，其特性阻抗及傳播常數(shù)各不相同。模式，其特性阻抗及傳播常數(shù)各不相同。u 由不均勻性引起的高次模，通常不能在傳輸系統(tǒng)中傳播，而是其振幅由不均勻性引起的高次模，通常不能在傳輸系統(tǒng)中傳播，而是其振幅按指數(shù)規(guī)律衰減。因此高次模的場只存在于不均勻區(qū)域附近，它們是局按指數(shù)規(guī)律衰減。因此高次模的場只存在于不均勻區(qū)域附近，它們是局部場。通常把部場。通常把參考面參考面選在離不均勻較遠的地方，從而選在離不均勻較遠的地方，從而將不均勻性問題化將不均勻性問題化為等效網(wǎng)絡來處理為等效網(wǎng)絡來處理。ZeZe微波網(wǎng)絡不均勻性T1T2微波技術：微波技術： 麥克斯韋方程法麥克斯韋方程法 微波網(wǎng)絡方法微波網(wǎng)絡

42、方法低頻電路：低頻電路： 基爾霍夫方程法基爾霍夫方程法 低頻網(wǎng)絡方法低頻網(wǎng)絡方法p 微波網(wǎng)絡理論低頻網(wǎng)絡理論的區(qū)別：微波網(wǎng)絡理論低頻網(wǎng)絡理論的區(qū)別：（1）不同模式有不同的等效網(wǎng)絡結構和參量。）不同模式有不同的等效網(wǎng)絡結構和參量。（2）對于波導，電壓和電流是一個等效概念，不是單值。）對于波導，電壓和電流是一個等效概念，不是單值。（3）需要確定網(wǎng)絡的參考面。）需要確定網(wǎng)絡的參考面。（4）微波中的網(wǎng)絡及其參量只對一定頻段適用。）微波中的網(wǎng)絡及其參量只對一定頻段適用。v單口網(wǎng)絡單口網(wǎng)絡 當當一段規(guī)則傳輸線端接其它微波元件時一段規(guī)則傳輸線端接其它微波元件時，則在連接的端面引起不，則在連接的端面引起不連續(xù)

43、性，產生反射。若將參考面連續(xù)性，產生反射。若將參考面T選在離不連續(xù)面較遠的地方，則選在離不連續(xù)面較遠的地方，則在參考面在參考面T左側的傳輸線上只存在主模的入射波和反射波，可用等左側的傳輸線上只存在主模的入射波和反射波，可用等效傳輸線來表示效傳輸線來表示，而把，而把參考面參考面T以右部分作為一個微波網(wǎng)絡以右部分作為一個微波網(wǎng)絡，把傳，把傳輸線作為該網(wǎng)絡的輸入端面，這樣構成了單口網(wǎng)絡。輸線作為該網(wǎng)絡的輸入端面，這樣構成了單口網(wǎng)絡。 )2(e)(zjllze221e1( )( )1( )1( )Re( )( )1( )22inzZzZzAP zU z IzzZ 11( )1( )( )1( )eU

44、zAzAI zzZee/ZIiZUu)(1)(1eininzzZZz歸一化歸一化v雙口網(wǎng)絡雙口網(wǎng)絡任意具有兩個端口的微波元件均可視之為雙口網(wǎng)絡。任意具有兩個端口的微波元件均可視之為雙口網(wǎng)絡。不均勻性不均勻性T1T2雙雙 口口網(wǎng)網(wǎng) 絡絡I1I2U1U2Ze1Ze2T1T2描述雙口網(wǎng)絡的五個矩陣：描述雙口網(wǎng)絡的五個矩陣： 描述端口面電壓、電流（描述端口面電壓、電流（U1 I1，U2 I2 ）關系的阻抗矩陣，導）關系的阻抗矩陣，導納矩陣，轉移矩陣。納矩陣，轉移矩陣。(歸一化后歸一化后 u1 i1，u2 i2） 描述端口入射波和反射波歸一化的電壓、電流（描述端口入射波和反射波歸一化的電壓、電流（a1

45、b1, a2 b2) 關系的散射矩陣，傳輸矩陣。關系的散射矩陣，傳輸矩陣。111111uabiab11e1111e111e1111e11()221()22UI ZauiZUI ZbuiZu阻抗矩陣阻抗矩陣 Z取取I1、I2為自變量，為自變量，U1、U2為因變量為因變量，對線性網(wǎng)絡有：，對線性網(wǎng)絡有：22212122121111IZIZUIZIZUZ矩陣中的各個阻抗參數(shù)必須使用開路法測量，故也稱為開路阻抗參數(shù)。矩陣中的各個阻抗參數(shù)必須使用開路法測量，故也稱為開路阻抗參數(shù)。互易網(wǎng)絡互易網(wǎng)絡 2112ZZ對稱網(wǎng)絡對稱網(wǎng)絡2211ZZ無耗網(wǎng)絡無耗網(wǎng)絡ijijZ =jX 2e222e1e212e1e12

46、1e11/ZZZZZZZZZZz適合于微波網(wǎng)絡的串聯(lián)適合于微波網(wǎng)絡的串聯(lián)u導納矩陣導納矩陣 Y取取U1、U2 為自變量，為自變量， I1、I2為因變量為因變量，對線性網(wǎng)絡有：，對線性網(wǎng)絡有：22212122121111UYUYIUYUYIY矩陣中的各個導納參數(shù)必須使用短路法測量，故也稱為短路參數(shù)。矩陣中的各個導納參數(shù)必須使用短路法測量，故也稱為短路參數(shù)。互易網(wǎng)絡互易網(wǎng)絡2112YY 對稱網(wǎng)絡對稱網(wǎng)絡2211YY 無耗網(wǎng)絡無耗網(wǎng)絡ijijY =jB 11112122112222Y /YY / Y YyY / Y YY /Yeeeeee適合于微波網(wǎng)絡的并聯(lián)適合于微波網(wǎng)絡的并聯(lián)u轉移矩陣轉移矩陣 A

47、 用端口用端口2的的電壓電壓U2電流電流I2作為自變量作為自變量，而端口而端口1的電壓的電壓U1和電流和電流I1作為作為因變量因變量，則可得如下線性方程組：，則可得如下線性方程組：)()(221221IDCUIIBAUU2211iudcbaiue2e1e1e2e1e2e1e2/aA ZZbBZ ZcC Z ZdD ZZ適合于微波網(wǎng)絡的級聯(lián)適合于微波網(wǎng)絡的級聯(lián)互易網(wǎng)絡互易網(wǎng)絡 對稱網(wǎng)絡對稱網(wǎng)絡1adbcda 無耗網(wǎng)絡無耗網(wǎng)絡bcad， 為實數(shù)， 為虛數(shù)12AAAAn總已知終端負載阻抗已知終端負載阻抗Zl 與與A矩陣，求矩陣，求 Z Zin in ？參考面參考面T2處處電壓電壓U2和電流和電流I2

48、之間關系為之間關系為 lZIU22而參考面而參考面T1處的輸入阻抗為：處的輸入阻抗為：122in122()Z()llAZBUAUBIICUDICZDu散射矩陣散射矩陣S對于線性網(wǎng)絡，歸一化入射波和歸一化反射對于線性網(wǎng)絡，歸一化入射波和歸一化反射波之間是線性關系，故有線性方程：波之間是線性關系，故有線性方程： 22212122121111aSaSbaSaSb011112|aabS表示端口表示端口2接匹配負載時，端口接匹配負載時，端口1的反射系數(shù)的反射系數(shù)022221|aabS表示端口表示端口1接匹配負載時，端口接匹配負載時，端口2的反射系數(shù)的反射系數(shù)表示端口表示端口1接匹配負載時，端口接匹配負載

49、時，端口2到端口到端口1的反向傳的反向傳輸系數(shù)輸系數(shù)012212|aabS表示端口表示端口2接匹配負載時，端口接匹配負載時，端口1到端口到端口2的正向傳的正向傳輸系數(shù)輸系數(shù)結論：結論： S矩陣的各參數(shù)是建立在端口接匹配負載基礎上的矩陣的各參數(shù)是建立在端口接匹配負載基礎上的反射系數(shù)或傳輸系數(shù)。反射系數(shù)或傳輸系數(shù)。021121|aabS已知已知a1 a2,求求 b1 b2.散射參數(shù)與損耗的關系？散射參數(shù)與損耗的關系？S11=1S22=2r111L (z)20lg(dB)S插入損插入損耗？耗？i211L (z)20lg(dB)S回波回波損耗？損耗？互易網(wǎng)絡互易網(wǎng)絡 2112SS對稱網(wǎng)絡對稱網(wǎng)絡221

50、1SS無耗網(wǎng)絡無耗網(wǎng)絡 ISSS矩陣矩陣的性質的性質u傳輸矩陣傳輸矩陣T當用當用a1、b1作為輸入量，作為輸入量，a2、b2作為輸出量，作為輸出量，此時有以下線性方程：此時有以下線性方程： 22222112122111aTbTbaTbTa互易網(wǎng)絡互易網(wǎng)絡 11 2212 21=1TT TT T對稱網(wǎng)絡對稱網(wǎng)絡1221TT無耗網(wǎng)絡無耗網(wǎng)絡*11221221,TTTTT11其中表示參考面其中表示參考面T2接匹配負載時，端口接匹配負載時，端口1至端口至端口2的電壓傳輸系的電壓傳輸系數(shù)的倒數(shù)，其余三個參數(shù)的倒數(shù)，其余三個參數(shù)沒有明確的物理意義數(shù)沒有明確的物理意義.適合于微波網(wǎng)絡的級聯(lián)適合于微波網(wǎng)絡的級

51、聯(lián) nTTTT21總v匹匹 配配u端 口 接 負 載 匹 配端 口 接 負 載 匹 配 ： 網(wǎng)絡某端口外接均勻網(wǎng)絡某端口外接均勻傳輸線是匹配狀態(tài)的，傳輸線是匹配狀態(tài)的，對 于 該 端 口 必 有對 于 該 端 口 必 有 散射矩陣散射矩陣S的各參數(shù)的各參數(shù)是建立在端口接匹配是建立在端口接匹配負載基礎上的反射系負載基礎上的反射系數(shù) 或 傳 輸 系 數(shù)數(shù) 或 傳 輸 系 數(shù) 。0ia u端口匹配端口匹配： 網(wǎng)絡端口參考面上無反射波網(wǎng)絡端口參考面上無反射波，對于該端口必有對于該端口必有 0ib1. 網(wǎng)絡第網(wǎng)絡第i口匹配，指的是其口匹配，指的是其他各口均接匹配負載時，他各口均接匹配負載時，該口的反射系

52、數(shù)為零，即該口的反射系數(shù)為零，即 Sii =0。2. 網(wǎng)絡完全匹配，是指所有網(wǎng)絡完全匹配，是指所有端口都達到匹配，即端口都達到匹配，即 Sjj = 0 （j= 1，2，3 N )存在完全匹配的存在完全匹配的 線性無耗互線性無耗互易易 二口網(wǎng)絡，四口網(wǎng)絡；二口網(wǎng)絡，四口網(wǎng)絡；不存在完全匹配的不存在完全匹配的 線性無耗線性無耗互易互易 三口網(wǎng)絡。三口網(wǎng)絡。名稱名稱電路圖電路圖A矩陣矩陣S矩陣矩陣備注備注串聯(lián)串聯(lián)阻抗阻抗并聯(lián)并聯(lián)導納導納理想理想變壓變壓器器短截短截線線lZ0101z101y100nn22222212112111nnnnnnnncossinsincosjj00jjeegl2Z0Z0Y0

53、Y0zzzzzz2222220ZZz 0YYy 222222yyyyyylZ0101z101y100nn22222212112111nnnnnnnncossinsincosjj00jjeegl2Z0Z0Y0Y0zzzzzz2222220ZZz 0YYy 222222yyyyyylZ0101z101y100nn22222212112111nnnnnnnncossinsincosjj00jjeegl2Z0Z0Y0Y0zzzzzz2222220ZZz 0YYy 222222yyyyyylZ0101z101y100nn22222212112111nnnnnnnncossinsincosjj00jjee

54、gl2Z0Z0Y0Y0zzzzzz2222220ZZz 0YYy 222222yyyyyy基本電路單元的參量矩陣（常用的雙端口網(wǎng)絡）（書上有錯誤！）基本電路單元的參量矩陣（常用的雙端口網(wǎng)絡）（書上有錯誤?。㏒與與a的轉換的轉換 a b c d2(ad bc)1S2b d a ca b c d 21221112212211122122111221221112/ )1)(1 (/ )1)(1 (/ )1)(1 (/ )1)(1 (21SSSSSSSSSSSSSSSSa10110 1011110(1)11(2)(1)zayyzyzzyyzyyyzyz要求輸入端無反射，要求輸入端無反射， as , S

55、11=0，可求解，可求解 Z Y的關系？的關系？ 元件級聯(lián)時，先考慮元件級聯(lián)時，先考慮A T矩陣，然后轉換！矩陣，然后轉換！于是輸入端參考面于是輸入端參考面T1處的反射系數(shù)為：處的反射系數(shù)為： 2121in111221llSbSaS已知終端反射系數(shù)已知終端反射系數(shù) 和和 S 矩陣，求輸入端參考面的反射系數(shù)？矩陣，求輸入端參考面的反射系數(shù)？la2=b2 l ，代入散射矩陣表達式，有，代入散射矩陣表達式，有22211222121111bSaSbbSaSbll現(xiàn)在現(xiàn)在 a2不等于不等于0.習習 題題 ：4.2 4.5 4.6 4.7 4.8推導基本微波雙口網(wǎng)絡的推導基本微波雙口網(wǎng)絡的 Z Y A S

56、 T矩陣！矩陣！給定級聯(lián)電路，通過矩陣求解匹配條件？給定級聯(lián)電路，通過矩陣求解匹配條件？第第5章章 微波元器件微波元器件 在微波系統(tǒng)中，實現(xiàn)對微波信號的產生、放大、變頻、匹配、在微波系統(tǒng)中，實現(xiàn)對微波信號的產生、放大、變頻、匹配、分配、濾波等功能的部件，統(tǒng)稱為微波元器件分配、濾波等功能的部件，統(tǒng)稱為微波元器件。微波元器件按其變換性質可分為三大類微波元器件按其變換性質可分為三大類:線性互易元器件線性互易元器件：只對微波信號只對微波信號進行線性變換而不改變頻率特進行線性變換而不改變頻率特性并滿足互易定理性并滿足互易定理，主要包括：各種，主要包括：各種微波連接匹配元件、功率微波連接匹配元件、功率分配

57、元器件、微波濾波器件及微波諧振器件分配元器件、微波濾波器件及微波諧振器件等；等；線性非互易元器件線性非互易元器件：主要是指主要是指鐵氧體器件鐵氧體器件，它的，它的散射矩陣不對散射矩陣不對稱稱，但仍工作在線性區(qū)域，主要包括：，但仍工作在線性區(qū)域，主要包括：隔離器、環(huán)行器隔離器、環(huán)行器等；等；非線性器件非線性器件：能引起頻率的改變，從而實現(xiàn)放大、調制、變頻能引起頻率的改變，從而實現(xiàn)放大、調制、變頻等，主要包括等，主要包括微波電子管、微波晶體管、微波固態(tài)諧振器、微微波電子管、微波晶體管、微波固態(tài)諧振器、微波場效應管及微波電真空器件波場效應管及微波電真空器件等。等。v連接匹配元件連接匹配元件u微波連接

58、匹配元件包括微波連接匹配元件包括三大類三大類:終端負載元件終端負載元件是是連接在傳輸系統(tǒng)終端實現(xiàn)終端短路、匹連接在傳輸系統(tǒng)終端實現(xiàn)終端短路、匹配或標準失配配或標準失配等功能的元件；等功能的元件；微波連接元件微波連接元件是是將作用不同的兩個微波系統(tǒng)按一定要求將作用不同的兩個微波系統(tǒng)按一定要求連接起來連接起來，主要包括：，主要包括：波導接頭、衰減器、相移器及轉波導接頭、衰減器、相移器及轉換接頭換接頭等；等；阻抗匹配元器件阻抗匹配元器件是用于是用于調整傳輸系統(tǒng)與終端之間阻抗匹調整傳輸系統(tǒng)與終端之間阻抗匹配配的器件，主要包括的器件，主要包括螺釘調配器、多階梯阻抗變換器及螺釘調配器、多階梯阻抗變換器及漸

59、變型變換器漸變型變換器等。等。 終端負載元件：終端負載元件：短路負載（短路負載（短路活塞短路活塞），匹配負載），匹配負載(吸收吸收片片），失配負載。），失配負載。 微波連接元件：微波連接元件：波導接頭（法蘭盤），波導接頭（法蘭盤），衰減和相移元件衰減和相移元件，轉，轉換接頭。換接頭。 阻抗匹配元件：阻抗匹配元件：螺釘調配器，多階梯阻抗變換器，漸變型阻螺釘調配器，多階梯阻抗變換器，漸變型阻抗變換器。抗變換器。0ee0llSjj0ee0Sv功率分配元件功率分配元件在微波系統(tǒng)中，往往需將在微波系統(tǒng)中，往往需將一路微波功率按比例分成幾路，一路微波功率按比例分成幾路，這就是功率分配問題。這就是功率分配問

60、題。實現(xiàn)上述功能的元件稱為實現(xiàn)上述功能的元件稱為功率分配元器件功率分配元器件，主要包括：，主要包括：定向耦合器、功率分配器定向耦合器、功率分配器以及各種以及各種微波分支器件微波分支器件。這些元器件一般都是這些元器件一般都是線性多端口互易器件線性多端口互易器件，因此可用，因此可用微波微波網(wǎng)絡理論網(wǎng)絡理論進行分析。進行分析。u定向耦合器定向耦合器輸入端輸入端1423P1P2P3P4耦 合裝 置直通端直通端耦合端耦合端隔離端隔離端是一條傳輸系統(tǒng)，稱為主線是一條傳輸系統(tǒng)，稱為主線為一條傳輸系統(tǒng)，稱為副線為一條傳輸系統(tǒng)，稱為副線定向耦合器的性能指標：定向耦合器的性能指標：耦合度，隔離度，定向度，耦合度，