第五章 微波网络基础2.pptVIP

* 下面的问题：阻抗参量如何测量/计算得到？先介绍等效电路图。 可以先从矩阵等式中看出，令其余电流均为零，得Vi=Zij*Ij，从该公式可得Zij定义。 再给出等效电路图。从等效电路图中可以看出，其他端口均应开路，在第j个端口加电流，测得第i个端口的开路电压。----转下一页内容 * 阻抗和导纳矩阵 N端口微波网络 如果确定了网络中不同点的电压和电流，则可利用电路理论中的阻抗/导纳矩阵，将各端点联系起来，从而可用矩阵来表述网络特性。 微波网络参考面的选择 参考面的位置可以任意选，但必须考虑以下两点： （1）单模传输时，参考面的位置应尽量远离不连续性区域，这样参考面上的高次模场强可以忽略，只考虑主模的场强； （2）选择参考面必须与传输方向相垂直，这样使参考面上的电压和电流有明确的意义。 （3）如果参考面位置改变，则网络参数也随之改变。 * 阻抗和导纳矩阵 对于单模传输情况来说，微波网络的外接传输线的路数与参考面的数目相等。如图所示。 * 阻抗和导纳矩阵 N端口微波网络 第n个端口的总电压（电流）是入射波电压（电流）与反射波电压（电流）之和。 :第n个端口的入射（反射）电压 :第n个端口的入射（反射）电流 :第n个端口的参考平面 即z＝0处的等效电压与电流 B * 阻抗和导纳矩阵 微波元件不均匀区域等效为微波网络 微波元件对电磁波的控制作用是通过微波元件内部的不均匀区(不连续性边界)和填充媒质的特性来实现。将不均匀区等效为微波网络，需要用到电磁场的唯一性原理和线性叠加原理。 线性叠加原理: 如果N端口网络的各个参考面上同时有电流作用时 式中Zij为阻抗参量,若i=j称它为自阻抗,若i?j称它为转移阻抗。 G * 如果N端口网络的各个参考面上同时有电压作用时 式中Ymn为导纳参量，若m=n称它为自导纳，若m?n称它为转移导纳。 阻抗和导纳矩阵 G * 阻抗矩阵 N个端口电压 N个端口电流 阻抗矩阵 G 写成矩阵形式？ 复习：矩阵乘法 A的第i行、第j列元素，是B的第i行与C的第j列元素对应相乘后再相加求和的结果。 * 阻抗和导纳矩阵 等效电路 各端口电流对第i端口的电压均有作用 线性叠加结果 端口i 端口i 端口j 端口k 端口N * 阻抗矩阵元素意义 阻抗矩阵 Zij ——是电流 Ij 在 j 端口激励、其他所有端口均开路时，在端口i 测得的开路电压与Ij 之比。是其他所有端口均开路时，端口i和端口j 之间的转移阻抗。 Zii—— 是除端口i之外的其他所有端口均开路时，端口i的输入阻抗。 除端口j外其他所有端口均开路（包括第i个端口），即电流均为0 —— Ij是“因”，Vi是“果” * 阻抗矩阵 转移阻抗 输入阻抗 * 导纳矩阵 N个端口电流 N个端口电压 导纳矩阵 写成矩阵形式 * 阻抗和导纳矩阵 等效电路 各端口电压对第i个 端口的电流均有作用 线性叠加结果 端口i 端口i 端口j 端口k 端口N * 导纳矩阵 导纳矩阵元素意义 Yij ——是电压 Vj 在 j 端口激励、其他所有端口均短路时，在端口i 测得的短路电流与Vj之比。是除端口j之外其他所有端口均短路时，端口i和端口j之间的转移导纳。 Yii ——是除端口i之外的其他所有端口均短路时，端口i的输入导纳。 除端口j外其他所有端口均短路（电压为0） G —— Vj是“因”，Ii是“果” * 阻抗与导纳矩阵关系 阻抗矩阵与导纳矩阵关系 ——互逆关系 阻抗矩阵 导纳矩阵 单位矩阵 ? * [例4.3]阻抗参量计算 阻抗和导纳矩阵参量计算 * 互易网络 互易网络——无有源器件、铁氧体或等离子体 若网络内无源，由互易定理（1.156式） 假定除端口1、2外的其他所有端口均短路，仅端口1、2的截面积对积分有贡献（端口处坡印廷矢量与ds同方向） 令等效电压、电流 端口1 端口2 * 互易网络 将等效电压、电流表示式代入积分式中 令C1=C2=1, 利用导纳矩阵 * 互易网络 代入消去I 得 由于电压的任意性,得 由端口1、2的任意性得 即导纳矩阵是对称的。则其逆矩阵——阻抗矩阵也是对称的。 * 无耗网络 无耗网络——输入网络的净实功率为0，网络不消耗功率。 1）令除了第n项电流外，其他所有端口电流为0 互易网络！ 使用时，直接删除本页！ 精品课件，你值得拥有！ 精品课件，你值得拥有！ * 下面的问题：阻抗参量如何测量/计算得到？先介绍等效电路图。 可以先从矩阵等式中看出，令其余电流均为零，得Vi=Zij*Ij，从该公式可得Zij定义。 再给出等效电路图。从等效电路图中可以看出，其他端口均应开路，在第j个端口加电流，测得第i个端口的开路电压。----转下一页内容