第7章常用的微波元件.pptVIP

第七章：常用微波元件; 无论在哪个频段工作的电子设备, 都需要各种功能的元器件, 既有如电容、电感、电阻、滤波器、分配器、谐振回路等无源元器件, 以实现信号匹配、 分配、 滤波等; 又有晶体管等有源元器件, 以实现信号产生、放大、调制、变频等。微波系统也不例外地有各种无源、有源元器件, 它们的功能是对微波信号进行必要的处理或变换, 它们是微波系统的重要组成部分。 (1)微波元器件按其变换性质可分为:线性互易元器件、 线性非互易元器件以及非线性元器件三大类。 (2)微波元件都是由导行系统构成的，从导行系统的种类可以分为：波导型、同轴型、微带型等等。; 线性互易元器件只对微波信号进行线性变换而不改变频率特性，并满足互易定理, 它主要包括各种微波连接匹配元件、 功率分配元器件、微波滤波器件及微波谐振器件等; 线性非互易元器件主要是指铁氧体器件, 它的散射矩阵不对称,但仍工作在线性区域, 主要包括隔离器、环行器等; 非线性元器件能引起频率的改变, 从而实现放大、调制、变频等, 主要包括微波电子管、 微波晶体管、微波固态谐振器、 微波场效应管及微波电真空器件等。  本章主要介绍一些常用元件的工作原理和基本特性; 短路负载又称为短路器，它的作用是将电磁能量全部反射回去。将同轴线和波导终端短路，即分别成为同轴线和波导固定短路器。 实际很多情况下将短路负载做成可调的，其主要的要求为：1)保证接触处的损耗小，其反射系数的模接近1 2)当活塞移动时，接触损耗的变化要小。3)大功率条件下，活塞与波导(同轴导体)之间不能发生打火现象。;同轴接触式短路器;(2)扼流式;(二) 匹配负载; 如图所示，低功率匹配负载由短路金属波导及在其内部沿电场方向放置劈型或楔型吸收片(通常由陶瓷、玻璃等薄片介质涂以金属粉末制成[将导致表面接触电阻])，为了获得好的吸收性能，通常吸收片的长度为1~2个波导波长。;(三) 失配负载;Z0为标准波导的等效特性阻抗，Z为失配负载波导的 等效特性阻抗。从而驻波比可以表示为：;从上面的公式可以看出，对于不同的驻波比可以选择 不同的失配负载波导的窄边。;6.2二端口元件;材牢财椿蒲蔗撞攫肤蔬泼瞧另粟赋幢尾煽爽卿硷妒似朗胳接氮锈稀备滔材第7章常用的微波元件第7章常用的微波元件;2.连接元件;扼流接头;2)同轴接头;（二）转接元件 ;(2)拐角、弯曲和扭转元件;改变传播方向的拐角、弯曲波导元件;3、匹配元件;当膜片的厚度可以忽略的时候，膜片的归一化电纳近似表示为：;3、谐振窗 当感性膜片和容性膜片组合在一起，如图所示，即构成所谓的谐振窗。 其等效电路相当于并联谐振回路，针对于某个频率，将产生谐振，从而使 得电磁波无衰减的通过。;(2)、销钉 销钉是垂直于波导宽边的金属圆棒。如图所示，在波导中其电感作用，常 用于构成波导滤波器。;销钉的相对电纳和棒的粗细有关，棒越细，电感量越大，其相对电纳越小，同样粗细的棒，根数越多，相对电纳越大。置于a/2处的单根销钉相对电纳的近似值可以通过下面的式子来求：;4 衰减器和移相器; 在波导内放入与电场方向平行的吸收片，当微波能量通过吸收片时，将吸收一部分能量而产生衰减，这种衰减器称为吸收衰减器，如图所示。 ;二、移相器 ;6.3三端口元件 ;何倪饭陆俭们莹骤扩是捍愚藤泽瓤罚趟固周创洒右饼静叭恶镇爪邱肿截她第7章常用的微波元件第7章常用的微波元件;趟松研虚痔欣济蠕瑰页毒仇虏营视尧滚胸基狙绕游草偷垢桔滔信攫洲肉词第7章常用的微波元件第7章常用的微波元件;上述散射参数矩阵[ST]和[SR]不同，表示的是非互易无耗三端口网络为一个理想的环形器，对应的功率流的方向不同。;逻漫绦哗综钱昨眩檬框螟弛芬媳敝筐椭愿躯舱循直唱局呕饶鞘费岂喜太踩第7章常用的微波元件第7章常用的微波元件;2.三端口功率分配/合成元件 通常有E-T、H-T以及电阻性功率分配器和wilkinson功率分配器;无耗T型接头的传输线模型; 对于无耗传输线，传输线的特性阻抗为实数。如果等效的集总 电纳为0，则上面的式子可以写为：; 例子：如图所示的无耗T形接头功率分配器，要求输入功率以 2：1比例分配，求输出线的特性阻抗以及输出端口的反射系数。;屑熟晰览鲁臆需订翰拘抛籽湘愉术者控湃贼逻洛捅植厕享概呻驳极阿层苏第7章常用的微波元件第7章常用的微波元件; 3. 波导分支器 将微波能量从主波导中分路接出的元件称为波导分支器(即T形分支，简称单T), 它是微波功率分配器件的一种, 常用的波导分支器有E面T型分支、H面T型分支。 ; 当微波信号从端口“③”输入时, 平均地分给端口“①、 ②”, 但两端口是等幅反相的; 当信号从端