微波網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)參數(shù)

3.微波網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)參數(shù)3.1具有特定內(nèi)容（含義）的特殊微波網(wǎng)絡(luò)3.1.1平行耦合線定向耦合器圖28平行耦合線定向耦合器3.1.2蘭格（Lange）定向耦合器圖29Lange定向耦合器3.1.3威爾金森（Wilkinson）功分器/合路器-40 WilkinsonPowerDivider =DB(|S[1,1]|)~_PDDB(|S[2,1]|)~-PDDB(|S[3,1]|)■三PD-S——E□0-10-20-30181920Frequency(GHz)2122圖30功分器/合路器3.1.4階梯阻抗變換器3.1.5微帶線低通濾波器1/>CL<-LL-—；共.口dLCi■oFREC1.freq.圖32微帶線低通濾波器3.1.6平行耦合線帶通濾波器-809 10 11 12 13 14 15freq,GHz■■圖33平行耦合線帶通濾波器3.1.7其它，如交指濾波器、謝夫曼移相器及分支線定向耦合器等，也都具有固定（特定）的網(wǎng)絡(luò)形式。3.2一般網(wǎng)絡(luò)微波網(wǎng)絡(luò)是由各種微波元件根據(jù)需要組合而成，所以網(wǎng)絡(luò)的形式具有任意性。上面介紹的那些特殊網(wǎng)絡(luò)只是其中一些典型的形式而已?！銇?lái)說(shuō)，簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)通常是窄帶的電路，如入g/4線。這一點(diǎn)，在設(shè)計(jì)寬帶匹配電路時(shí)，需要引起注意。3.3網(wǎng)絡(luò)參數(shù)我們經(jīng)常使用S參數(shù)（即散射參數(shù)）來(lái)描述微波網(wǎng)絡(luò)。以下面的二端口網(wǎng)絡(luò)為例。圖34二端口微波網(wǎng)絡(luò)在圖34所示的二端口微波網(wǎng)絡(luò)中，al和bl分別為端口1的歸

一化入射電壓波和反射電壓波；a2和b2分別為端口2的歸一化入射電壓波和反射電壓波。二端口微波網(wǎng)絡(luò)的輸入和輸出之間的關(guān)系可以表示為bl=s11a1+s12a2b2=s21a1+s22a2 （1）即 二1b氏r1即 J2bI[a2其中s11 其中s11 s12s21s22（2）式（1）稱做散射方程，R］叫散射矩陣或散射參數(shù)。由式（1）可以得出二端口網(wǎng)絡(luò)的S參數(shù)為：b1 ?,一. ,,一—S11^—，即當(dāng)端口2匹配時(shí)（ZL=Z0）,端口1的反射系數(shù)；a1a2=u 」b2S22=" ，即當(dāng)端口1匹配時(shí)（ZS=Z0）,端口2的反射系a2'a1=0數(shù)；b1S12=為a1=0，即當(dāng)端口1匹配時(shí)，端口2到端口1的傳輸系數(shù)；b2.S21=―^a2義，即當(dāng)端口2匹配時(shí)，端口1到端口2的傳輸系數(shù)。通過(guò)上面的分析我們可以看出，微波網(wǎng)絡(luò)的S參數(shù)具有確定的物理意義。實(shí)際上，我們以往所經(jīng)常使用的如Z參數(shù)、Y參數(shù)和H參數(shù)等均可以通過(guò)計(jì)算與S參數(shù)互相換算。但在微波頻率上，只有S

參數(shù)是可以測(cè)量出來(lái)的，這樣也就解決了微波網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的測(cè)量問(wèn)題。另外，對(duì)于端口數(shù)為N的多端口網(wǎng)絡(luò)，我們同樣可以得到類似于式（1）的表達(dá)式，這時(shí)曰為NxN維的矩陣。4.史密斯（Smith）圓圖Smith圓圖是一個(gè)非常有用的圖形化的匹配電路設(shè)計(jì)和分析工具，且方便有效，在微波電路設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)經(jīng)常用到。另外，Smith圓圖有阻抗圓圖和導(dǎo)納圓圖兩種形式，可以視具體情況選用。圖35Smith阻抗圓圖圖36Smith圓圖的應(yīng)用示例

TheCompleteSmithChartBlackMagicDesignTheCompleteSmithChartBlackMagicDesign圖37圖解用的Smith圓圖標(biāo)準(zhǔn)圖紙由圖35我們可以看到，在Smith阻抗圓圖中存在等電阻