第6.1章一端口元件.ppt

微波系统是由有源微波电路和微波无源元件组成。 微波元件作用 4.单端口部件 理想衰减器(对相移不要求)的散射矩阵： 理想相移器（要求不引入附加的衰减）的散射矩阵为 * * 返回 导行系统 波导型 同轴线型 微带线型 微波元件 结构 多模元件 工作波型 单模元件 有：连接元件、终端元件、匹配元件、 衰减与相移元件、分路元件、滤波元件等。 测量 信号源 隔离器 衰减器 相移器 定向 耦合器 负载 滤波器 §6.1 一端口元件 短路负载 匹配负载 单端口负载 一端口散射参量： 一端口元件 1）保证接触处的损耗小， ； 2）当活塞移动时，接触损耗变化小； 3）大功率时，活塞与波导壁间不应产生打火现象。 1 ．短路负载 短路器，可调短路活塞 可用为调配器，纯电抗元件 要求： 输入端的反射系数（S参数）： 接触式、 扼流式 结构方式： 输入阻抗： 弹簧片构成，其长度为 ，接触点为高频电流节点 1）接触式 缺点：接触不恒定，大功率时易产生打火现象。 2）扼流式 等效电路上ab在的输入阻抗 其损耗小且稳定，但活塞长且频带只能做到10~15%的带宽。 2．匹配负载 全部吸收输入功率的元件。 作为匹配标准、等效天线、吸收负载等。 主要技术指标：工作频率f、输入驻波比、功率容量。 低功率波导负载----终端短路加吸收材料 低功率负载 ( 1W) 用于实验室, 带宽10~15%。 高功率负载 ( 1W) 固体或水。 高功率水负载 3．失配负载 作为标准失配负载。吸收一部分功率，反射一部分功率。 Z0为标准波导等效特性阻抗，Z为失配负载波导的等效阻抗 天线 主要参数 返回 §6.2 二端口元件 二端口元件可等效为二端口网络，其散射矩阵为： 网络互易： 无耗（互易），满足幺正性 一、无耗二端口网络的基本性质 对于二端口为： 和 ②若 ，则 或相反。 故有 ①若 ，则 ， 1）若一个端口匹配，则另一个端口自动匹配； 2）若网络是完全匹配的，则必然是完全传输的，或相反； 3）S11、S12、S22的相角只有两个是独立的，已知其中两个相角，则第三个相角便可确定。 无耗互易二端口网络的基本性质: 连接元件的作用是将作用不同的微波元件连接成完整的系统。 连接元件 主要指标要求 接触损耗小 驻波比小 功率容量大 工作频带宽 波导扼流法兰接头 波导平法兰接头 特点：体积小，频带宽 加工方便， 接触表面光洁度较高 特点：功率容量大， 频带较窄， 接触表面光洁度要求不高 有波导接头、拐角、弯曲、扭转元件等。 膜片（感性膜片（b边）、 容性膜片（宽边））、 销钉 （电感）、 螺钉调配器（单螺钉、双螺钉、三螺钉、四螺 钉---- 原理同支节调配器，但螺钉只是电容）。 2. 匹配元件 对系统进行匹配的元件 衰减与相移元件分别是是用来改变导行系统中电磁场的幅度和相位的。 相移和衰减元件 衰减器和相移器联合使用，可以调节导行系统中电磁波的传播常数。(在衰减器或相移器段) 刀形吸收式衰减器 横移式吸收式衰减器 有耗 式中 为相移器的相移量。 介质移相器：利用低损耗的介质薄片(一般为聚苯乙烯) 4．波型变换元件 导行系统的主模不同，因此从一种模式过渡到另一模式 的电磁波需使用波型变换元件。 设计的一般原则是抑制杂模的产生和阻抗匹配。 其主要要求 阻抗匹配 频带宽 功率容量大 不存在杂模 同轴—矩形波导过渡器（要求在20%带宽内，驻波比小于1.1）。 线圆极化变换器。 *