微波技術(shù)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)知識(shí)要點(diǎn)

1、微波技術(shù)基礎(chǔ)課程復(fù)習(xí)知識(shí)要點(diǎn)(2007版)第一章 “微波技術(shù)基礎(chǔ)引論”知識(shí)要點(diǎn)廖承恩主編的微波技術(shù)與基礎(chǔ)是國(guó)內(nèi)較為經(jīng)典的優(yōu)秀教材之一，引論部分較為詳細(xì)的介紹了微波的工作波段、特點(diǎn)及其應(yīng)用，大部分應(yīng)用背景取材于微波通訊占主導(dǎo)地位的上世紀(jì)80s / 90s年代。在科技迅猛發(fā)展的今天，建議同學(xué)們關(guān)注本網(wǎng)站相關(guān)聯(lián)接給出的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，真正做到學(xué)以致用，拓展自己的知識(shí)面，特別是看看微波在現(xiàn)代無(wú)線和移動(dòng)通信、射頻電路設(shè)計(jì)（含RFID）、衛(wèi)星定位、宇航技術(shù)、探測(cè)技術(shù)等方面的應(yīng)用，不要局限于本書(shū)的描述。(Microwaves have widespread use in classical communica

2、tion technologies, from long-distance broadcasts to short-distance signals within a computer chip. Like all forms of light, microwaves, even those guided by the wires of an integrated circuit, consist of discrete photons . NATURE| Vol 449|20 September 2007)1 本章的理論核心是在對(duì)導(dǎo)行波的分類(lèi)的基礎(chǔ)上推導(dǎo)了導(dǎo)行系統(tǒng)傳播滿足的微波的波段分類(lèi)、特

3、點(diǎn)與應(yīng)用（TE、TM、TEM）和基本求解方法，給出了導(dǎo)行系統(tǒng)、導(dǎo)行波、導(dǎo)波場(chǎng)滿足的方程；（Halmholtz Eq、橫縱關(guān)系）、本征值-縱向場(chǎng)法、非本征值-標(biāo)量位函數(shù)法（TEM）。重點(diǎn)了解概念、回答實(shí)際問(wèn)題，比如考慮一下如按如下的份類(lèi)，RFID涉及那些應(yīng)用？全球定位系統(tǒng)GPS呢？提高微波工作頻率的好處及實(shí)現(xiàn)方法？ 1 微波的定義 把波長(zhǎng)從1米到1毫米范圍內(nèi)的電磁波稱為微波。微波波段對(duì)應(yīng)的頻率范圍為: 3×108Hz3×1011Hz。在整個(gè)電磁波譜中，微波處于普通無(wú)線電波與紅外線之間，是頻率最高的無(wú)線電波，它的頻帶寬度比所有普通無(wú)線電波波段總和寬1000倍。一般情況下，微波又

4、可劃分為分米波、厘米波和毫米波三個(gè)波段。2 微波具有如下四個(gè)主要特點(diǎn)：1) 似光性、2) 頻率高、3) 能穿透電離層、4) 量子特性。3 微波技術(shù)的主要應(yīng)用：1) 在雷達(dá)上的應(yīng)用、2) 在通訊方面的應(yīng)用、3) 在科學(xué)研究方面的應(yīng)用、4) 在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用、5) 微波能的應(yīng)用。4 微波技術(shù)是研究微波信號(hào)的產(chǎn)生、傳輸、變換、發(fā)射、接收和測(cè)量的一門(mén)學(xué)科，它的基本理論是經(jīng)典的電磁場(chǎng)理論，研究電磁波沿傳輸線的傳播特性有兩種分析方法。一種是“場(chǎng)”的分析方法，即從麥克斯韋方程出發(fā)，在特定邊界條件下解電磁波動(dòng)方程，求得場(chǎng)量的時(shí)空變化規(guī)律，分析電磁波沿線的各種傳輸特性；另一種是“路”的分析方法，即將傳輸線作

5、為分布參數(shù)電路處理，用克?；舴蚨山鬏斁€方程，求得線上電壓和電流的時(shí)空變化規(guī)律，分析電壓和電流的各種傳輸特性。需要重點(diǎn)記憶的公式：表1-2（要求會(huì)用）； 理解縱橫關(guān)系、導(dǎo)行系統(tǒng)及分類(lèi)（圖1.4-1）第二章 “傳輸線理論”學(xué)習(xí)知識(shí)要點(diǎn)本章主要研究了均勻傳輸線的一般理論傳輸線的計(jì)算方法等問(wèn)題。傳輸線理論本質(zhì)上屬于以為分布參數(shù)電路理論。 傳輸線即可以作為傳輸媒介，也可以用來(lái)制作各種類(lèi)型的器件，如諧振電路、濾波器、阻抗匹配電路、脈沖形成網(wǎng)絡(luò)等等，現(xiàn)代天線也與傳輸線密切相關(guān)，相關(guān)內(nèi)容將在后續(xù)課程中介紹。原則上講求解本章問(wèn)題可以采用前半部分的理論推導(dǎo)方式，這也是相關(guān)現(xiàn)代軟件編程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也可采用本章

6、后半部分介紹的圓圖方法，簡(jiǎn)便的得出問(wèn)題的答案。傳輸線基本方程、傳輸下分布參數(shù)阻抗、無(wú)耗工作狀態(tài)（特例）、有耗工作狀態(tài)、史密斯圓圖（工具）、阻抗匹配問(wèn)題；理解圓圖的構(gòu)成方法，會(huì)用它求解基本題（傳輸線的特性參數(shù)求解）及單枝節(jié)匹配、雙枝節(jié)匹配問(wèn)題。 深刻領(lǐng)會(huì)“你站在哪里？想往哪里走？準(zhǔn)備走多遠(yuǎn)？”的意義。1. 傳輸線可用來(lái)傳輸電磁信號(hào)能量和構(gòu)成各種微波元器件。微波傳輸線是一種分布參數(shù)電路（結(jié)構(gòu)圖如何？要會(huì)由結(jié)構(gòu)圖推導(dǎo)他們滿足的方程），線上的電壓和電流是時(shí)間和空間位置的二元函數(shù)，它們沿線的變化規(guī)律可由傳輸線方程來(lái)描述。傳輸線方程是傳輸線理論中的基本方程。2. 均勻無(wú)耗傳輸線方程為其解為其參量為 ，3.

7、 終端接的不同性質(zhì)的負(fù)載，均勻無(wú)耗傳輸線有三種工作狀態(tài)：（掌握推導(dǎo)方法） (1) 當(dāng)時(shí)，傳輸線工作于行波狀態(tài)。線上只有入射波存在，電壓電流振幅不變，相位沿傳播方向滯后；沿線的阻抗均等于特性阻抗；電磁能量全部被負(fù)載吸收。 (2) 當(dāng)ZL=0、和±jX時(shí)，傳輸線工作于駐波狀態(tài)。線上入射波和反射波的振幅相等，駐波的波腹為入射波的兩倍，波節(jié)為零；電壓波腹點(diǎn)的阻抗為無(wú)限大，電壓波節(jié)點(diǎn)的阻抗為零，沿線其余各點(diǎn)的阻抗均為純電抗；沒(méi)有電磁能量的傳輸，只有電磁能量的交換。 (3) 當(dāng)時(shí)，傳輸線工作于行駐波狀態(tài)。行駐波的波腹小于兩倍入射波，波節(jié)不為零；電壓波腹點(diǎn)的阻抗為最大的純電阻，電壓波節(jié)點(diǎn)的阻抗為最

8、小的純電阻；電磁能量一部分被負(fù)載吸收，另一部分被負(fù)載反射回去。4. 表征傳輸線上反射波的大小的參量有反射系數(shù)，駐波比和行波系數(shù)K。它們之間的關(guān)系為 其數(shù)值大小和工作狀態(tài)的關(guān)系如下表所示。工作狀態(tài)行 波駐 波行駐波011K105. 傳輸線阻抗匹配方法常用阻抗變換器和分支匹配器(單分支、雙分支和三分支，重點(diǎn)掌握輔助園的畫(huà)法，為什么要在那個(gè)位置)。6. 阻抗圓圖和導(dǎo)納圓圖是傳輸線進(jìn)行阻抗計(jì)算和阻抗匹配的重要工具。這部分主要是搞清楚圓圖的組成原理，通過(guò)練習(xí)加深理解。（習(xí)題2-32、2-33都要練習(xí)一下）第三章 “規(guī)則金屬波導(dǎo)”知識(shí)要點(diǎn)規(guī)則金屬箔到基本理論在上世紀(jì)中葉傳播模式及激勵(lì)測(cè)量方法論著發(fā)表后一直

9、得到廣泛應(yīng)用，發(fā)展日趨完善。上世紀(jì)90年代前為主流的通信系統(tǒng)，在光通信的崛起的今天，基于金屬波導(dǎo)的微波通信仍然一起大功率、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于3G到300G的通信、雷達(dá)、遙感、電子對(duì)抗和測(cè)量系統(tǒng)中。 本章以矩形金屬波導(dǎo)的求解為引線，探討了場(chǎng)解的基本規(guī)律，介紹了相關(guān)的公式及概念。隨后給出了圓形波導(dǎo)、同軸線等結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了類(lèi)比討論，最后探討了波導(dǎo)中激勵(lì)模式的產(chǎn)生及分析基礎(chǔ)。Key Link矩形波導(dǎo)、圓形波導(dǎo)、同軸線、波導(dǎo)正規(guī)模、波導(dǎo)的激勵(lì)1. 微波傳輸線是引導(dǎo)電磁波沿一定方向傳輸?shù)南到y(tǒng)，故又稱作導(dǎo)波系統(tǒng)。被傳輸?shù)碾姶挪ㄓ址Q作導(dǎo)行波。導(dǎo)行波一方面要滿足麥克斯韋方程，另一方面又要滿足導(dǎo)體

10、或介質(zhì)的邊界條件；也就是說(shuō)，麥克斯韋方程和邊界條件決定了導(dǎo)行波在導(dǎo)波系統(tǒng)中的電磁場(chǎng)分布規(guī)律和傳播特性。2. 導(dǎo)波系統(tǒng)中的電磁波按縱向場(chǎng)分量的有無(wú)，可分為T(mén)E波、TM波和TEM波三種類(lèi)型。前兩種是色散波，一般只在金屬波導(dǎo)管中傳輸；后一種是非色散波，一般在雙導(dǎo)體系統(tǒng)中傳輸。只有當(dāng)電磁波的波長(zhǎng)或頻率滿足條件或時(shí)，才能在導(dǎo)波系統(tǒng)中傳輸，否則被截止。3. 導(dǎo)波系統(tǒng)中場(chǎng)結(jié)構(gòu)必須滿足下列規(guī)則：電力線一定與磁力線相互垂直，兩者與傳播方向滿足右手螺旋法則；在導(dǎo)波系統(tǒng)的金屬壁上只有電場(chǎng)的法向分量和磁場(chǎng)的切向分量；電力線一定是封閉曲線。（要求會(huì)畫(huà)基本場(chǎng)圖、會(huì)根據(jù)場(chǎng)圖判定模式）4. 本章主要討論了矩形波導(dǎo)、圓波導(dǎo)、同

11、軸線、其中矩形波導(dǎo)、圓波導(dǎo)和同軸線易采用場(chǎng)解法來(lái)分析其場(chǎng)分布和傳輸特性； 5. 各類(lèi)傳輸線內(nèi)傳輸?shù)闹髂＜捌浣刂共ㄩL(zhǎng)和單模傳輸條件列表如下：傳輸線類(lèi)型主 模截止波長(zhǎng)lc單模傳輸條件矩形波導(dǎo)TE10模2aa<l<2a，l>2b圓波導(dǎo)TE11模3.14R2.62R<l<3.41R同軸線TEM模¥l>p/2(D+d)要會(huì)基本模式估算、方圓轉(zhuǎn)換(主要習(xí)題3-1、3-7、3-10、3-23)；了解波導(dǎo)正規(guī)模的特性。會(huì)尋找一定頻率下的單模工作條件。第四章 學(xué)習(xí)知識(shí)要點(diǎn)帶狀線和微帶線等常用的微波傳輸線。帶狀線利用傳輸線理論分析其傳輸特性；而微帶線則采用準(zhǔn)靜態(tài)分析法

12、來(lái)分析其傳輸特性。傳輸線類(lèi)型主 模截止波長(zhǎng)lc單模傳輸條件帶狀線TEM模¥, 微帶線準(zhǔn)TEM模¥, , 會(huì)采用各類(lèi)圖表求解本章的特性阻抗、結(jié)構(gòu)尺寸等餐數(shù)、會(huì)利用奇偶模理論分析耦合微帶線問(wèn)題。 第六章 學(xué)習(xí)知識(shí)要點(diǎn)1.           微波系統(tǒng)包括均勻傳輸線和微波元件兩大部分。均勻傳輸線可等效為平行雙線；微波元件可等效為網(wǎng)絡(luò)。然后利用微波網(wǎng)絡(luò)理論，可對(duì)任何一個(gè)復(fù)雜微波系統(tǒng)進(jìn)行研究。2.      

13、0;    根據(jù)網(wǎng)絡(luò)外接傳輸線的路數(shù)，來(lái)定義微波網(wǎng)絡(luò)端口的個(gè)數(shù)。微波網(wǎng)絡(luò)按端口個(gè)數(shù)一般分為：二端口網(wǎng)絡(luò)和多端口網(wǎng)絡(luò)(如三端口網(wǎng)絡(luò)、四端口網(wǎng)絡(luò)等)。本章以二端口網(wǎng)絡(luò)為重點(diǎn)，介紹了二端口網(wǎng)絡(luò)的五種網(wǎng)絡(luò)參量：阻抗參量、導(dǎo)納參量、轉(zhuǎn)移參量、散射參量和傳輸參量，以及基本電路單元的網(wǎng)絡(luò)參量。3.           二端口網(wǎng)絡(luò)參量的性質(zhì)有可逆網(wǎng)絡(luò)：， ，對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)：，無(wú)耗網(wǎng)絡(luò)：， ，4.        

14、;   二端口微波網(wǎng)絡(luò)的組合方式有：級(jí)聯(lián)方式、串聯(lián)方式和并聯(lián)方式，可分別用轉(zhuǎn)移矩陣、阻抗矩陣和導(dǎo)納矩陣來(lái)分析；二端口網(wǎng)絡(luò)參考面的移動(dòng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)參量的影響，可利用轉(zhuǎn)移矩陣和散射矩陣來(lái)分析。5.           微波元件的性能可用網(wǎng)絡(luò)的工作特性參量來(lái)描述，網(wǎng)絡(luò)的工作特性參量和網(wǎng)絡(luò)參量之間有密切的關(guān)系，可以相互轉(zhuǎn)換。其工作特性參量與網(wǎng)絡(luò)參量的關(guān)系為：電壓傳輸系數(shù)：插入衰減： 插入相移： 輸入駐波比： 6.      

15、60;    可逆無(wú)耗二端口網(wǎng)絡(luò)的基本特性有：S參量只有三個(gè)獨(dú)立參量，它們的相互關(guān)系為：，；若網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)端口匹配，另一個(gè)端口一定自動(dòng)匹配，即若(或)，則(或)；若網(wǎng)絡(luò)完全匹配，則網(wǎng)絡(luò)一定完全傳輸，即若，則。（要會(huì)用三點(diǎn)法求解參數(shù)：匹配開(kāi)路短路連立求解）7.    會(huì)利用微波網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)流圖可以簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)線性方程組的求解，從而分析網(wǎng)絡(luò)的外特性參量（定義，串聯(lián)、并聯(lián)、自環(huán)、分裂法則）。必須掌握種矩陣的定義（兩類(lèi)：波與等效）并能夠熟練運(yùn)用（相互轉(zhuǎn)換），常規(guī)解題思路：寫(xiě)出基本結(jié)構(gòu)的（表6.6-1）à ） 同類(lèi)：直接移項(xiàng)、合并同

16、類(lèi)項(xiàng)；與） 不同類(lèi)：利用橋梁關(guān)系（兩種）= a b 轉(zhuǎn)換，移項(xiàng)、合并同類(lèi)項(xiàng)è 寫(xiě)成標(biāo)準(zhǔn)形式（定義），對(duì)應(yīng)各項(xiàng)就是答案。è 如有計(jì)算功率問(wèn)題直接將電流乘電壓即可得到。第七章學(xué)習(xí)要點(diǎn)：第八章 學(xué)習(xí)知識(shí)要點(diǎn)（不作要求）1.       本章采用網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)一些常用的微波元件進(jìn)行了分析和綜合。主要討論了下列內(nèi)容：微波系統(tǒng)中的電抗元件，連接元件、轉(zhuǎn)接元件和終端負(fù)載，衰減器和移相器，阻抗變換器，定向耦合器，微帶功分器，波導(dǎo)匹配雙T，微波濾波器，微波諧振器，微波鐵氧體元件以及微波集成電路。2.   &

17、#160;   對(duì)各種連接元件和短路活塞要求有良好的電接觸，以保證不產(chǎn)生反射，常采用抗流結(jié)構(gòu)。匹配負(fù)載和短路負(fù)載是兩種常用的終端元件，它們均屬于一端口網(wǎng)絡(luò)。衰減器和移相器均屬于二端口網(wǎng)絡(luò)，但兩者具有不同的功能。衰減器的作用是對(duì)通過(guò)它的微波能量產(chǎn)生衰減；而移相器的作用是對(duì)通過(guò)它的微波信號(hào)產(chǎn)生一定的相移，微波能量可無(wú)衰減地通過(guò)。3.       阻抗變換器是微波系統(tǒng)中一種常用的阻抗匹配元件，它主要包括單節(jié)阻抗變換器、多節(jié)階梯阻抗變換器和漸變線阻抗變換器，其阻抗匹配原理是將原來(lái)較大的反射波分成許多振幅較小而相位又能互相抵

18、消的反射波，只要合理選擇節(jié)數(shù)和各段阻抗值，就能得到滿意的結(jié)果。4.       定向耦合器是一個(gè)四端口的網(wǎng)絡(luò)元件，它具有定向傳輸?shù)奶攸c(diǎn)。它的主要指標(biāo)是耦合度和隔離度(或方向性)。定向耦合器的種類(lèi)很多，本章僅討論了波導(dǎo)雙孔耦合的定向耦合器，平行耦合線定向耦合器，分支定向耦合器。對(duì)于波導(dǎo)孔耦合的定向耦合器一般采用耦合波理論進(jìn)行分析；對(duì)于后幾種定向耦合器，由于它們結(jié)構(gòu)上都具有對(duì)稱平面，故易采用奇、偶模參量法進(jìn)行分析。無(wú)論是哪一種定向耦合器，至少有兩種以上的耦合波相互干涉，才能產(chǎn)生定向性。參加干涉的耦合波個(gè)數(shù)愈多愈能改善定向耦合器定向性的頻率

19、特性，從而增寬頻帶。另外還介紹了兩種常用微波元件：微帶功分器和波導(dǎo)匹配雙T (魔T)，它們也可看成是一類(lèi)定向耦合器。5.       微波濾波器主要功能是分隔頻率。表征濾波器的主要特性是衰減特性。根據(jù)衰減特性分為低通、高通、帶通和帶阻濾波器，對(duì)濾波器的要求是通帶內(nèi)衰減盡可能小，阻帶內(nèi)衰減盡可能大，通帶與阻帶的過(guò)渡區(qū)盡可能小，即愈陡愈好。這些要求是相互矛盾的，解決這些矛盾的最經(jīng)濟(jì)和合理的方法是采用網(wǎng)絡(luò)綜合法進(jìn)行設(shè)計(jì)。微波濾波器設(shè)計(jì)與低頻濾波器的設(shè)計(jì)基本相同，唯一的差別是用分布參數(shù)元件代替集中參數(shù)元件。微波濾波器常采用高低阻抗線來(lái)構(gòu)成。6

20、.       微波諧振器是一種儲(chǔ)能和選頻元件，其作用相當(dāng)于低頻電路中的諧振回路。本章主要討論了諧振器的分析方法、基本參量、基本特性及其等效電路。微波諧振器與低頻集中參數(shù)LC諧振回路的外特性是相同的，因此可以用等效電路來(lái)分析，尤其帶有耦合裝置的諧振器更適宜用等效電路法進(jìn)行分析。對(duì)于傳輸線型諧振器的場(chǎng)分布的分析，采用使原有傳輸線的場(chǎng)分布滿足兩端面的邊界條件，即可得到由該傳輸線組成的諧振器中的場(chǎng)分布。諧振器中的場(chǎng)分布是呈駐波分布的。各種形式傳輸線，只要滿足諧振條件都可用來(lái)構(gòu)成諧振器。對(duì)于由兩端短路或開(kāi)路的傳輸線構(gòu)成的諧振器，其諧振條件為l

21、 = nl0/2；對(duì)于由一端短路，另一端開(kāi)路的傳輸線構(gòu)成的諧振器，其諧振條件為l = (2n-1)l0/4；對(duì)于由一端短路，另一端為容性電納負(fù)載的傳輸線構(gòu)成的諧振器，其諧振條件為。式中為構(gòu)成諧振器的傳輸線中電磁波的相波長(zhǎng)。矩形諧振腔中的主模為T(mén)E101。圓柱諧振腔中，當(dāng)l<2.1R時(shí)， 主模為T(mén)M010，當(dāng)l>2.1R時(shí)， 主模為T(mén)E111。同軸諧振腔中主模為T(mén)EM模。圓柱諧振腔中TE011諧振模具有很高的Q值，可用作自動(dòng)頻率微調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)腔、高頻率穩(wěn)定度的諧振腔和高精度波長(zhǎng)計(jì)的工作模式。有耦合的諧振腔用場(chǎng)解法難以得到工程設(shè)計(jì)所需結(jié)果，故常采用網(wǎng)絡(luò)分析方法，即將有耦合的諧振腔分成耦合結(jié)

22、構(gòu)和諧振腔兩個(gè)部分，然后分別找出它們各自的等效電路。7.       微波鐵氧體元件是根據(jù)微波鐵氧體的兩個(gè)重要特性做成的微波元件。鐵氧體在恒定磁場(chǎng)和交變磁場(chǎng)共同作用下，它的導(dǎo)磁率為張量；而在恒定磁場(chǎng)和圓極化波磁場(chǎng)共同作用下，它的導(dǎo)磁率為標(biāo)量，且有下列特性：鐵磁諧振：當(dāng)微波頻率w 等于鐵氧體分子進(jìn)動(dòng)頻率w0=gH時(shí)，圓極化波的和具有諧振特性，此時(shí)鐵氧體對(duì)微波能量具有強(qiáng)烈的吸收，這種現(xiàn)象稱為鐵氧體諧振現(xiàn)象。利用此特性做成的隔離器稱為諧振式隔離器。場(chǎng)移效應(yīng)：在矩形波導(dǎo)中的圓極化波位置，放入合適的橫向磁化強(qiáng)度的鐵氧體后，則原有矩形波導(dǎo)中TE1

23、0模的場(chǎng)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生位移，這種效應(yīng)稱為場(chǎng)移效應(yīng)。利用此特性做成的隔離器稱為場(chǎng)移式隔離器。隔離器是一種鐵氧體的非互易元件，它是單向傳輸元件，即對(duì)正向波可以無(wú)衰減地通過(guò)，而對(duì)反向波產(chǎn)生很大的衰減。這種元件在微波系統(tǒng)中有廣泛應(yīng)用。8. 微波集成電路具有體積小、重量輕、便于大批量生產(chǎn)和成本低的特點(diǎn)，因此它將在微波技術(shù)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。微波集成電路分為“半集成”式和“全集成”式兩種。第六章 學(xué)習(xí)知識(shí)要點(diǎn)1. 計(jì)算機(jī)輔助分析是機(jī)輔設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。對(duì)于絕大多數(shù)微波電路來(lái)說(shuō)，其機(jī)輔設(shè)計(jì)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)反復(fù)修改電路參數(shù)和反復(fù)分析電路特性的過(guò)程，因此，采用高效率的分析方法是機(jī)輔設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。矩陣運(yùn)算很適合計(jì)算機(jī)計(jì)

24、算，因此機(jī)輔設(shè)計(jì)中一般采用矩陣分析法。另外，還有一個(gè)重要原因是，某些微波元、器件很難從純理論研究中建立精確的數(shù)學(xué)模型，而矩陣分析法把它們作為網(wǎng)絡(luò)處理，直接可用測(cè)得的參數(shù)模擬這些元、器件。任何一個(gè)微波電路都是由一些微波元、器件和微波傳輸線連接組成。在不涉及微波元、器件內(nèi)部物理機(jī)理時(shí)，它們可用等效電路來(lái)描述；連接它們的微波傳輸線可等效為雙導(dǎo)線。因此，微波電路同樣可用電路理論來(lái)分析。也正因如此，微波電路的機(jī)輔分析是電子線路機(jī)輔分析的發(fā)展。目前廣泛應(yīng)用的微波電路機(jī)輔分析方法主要有：待定導(dǎo)納矩陣法、轉(zhuǎn)移矩陣法和散射矩陣法。2. 一般情況下，微波元、器件通常可用集中參數(shù)和分布參數(shù)元件組成的等效電路表示，或

25、用它們的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)表示(一般講，一個(gè)n端口元件可用一個(gè)n端口網(wǎng)絡(luò)表示)。這些等效電路元件或網(wǎng)絡(luò)在按電路拓?fù)溥B接組成電路時(shí)，其端點(diǎn)的連接點(diǎn)便形成節(jié)點(diǎn)。待定導(dǎo)納矩陣法就是利用上述元件或網(wǎng)絡(luò)的待定導(dǎo)納矩陣建立整個(gè)電路導(dǎo)納矩陣并借以分析電路的方法。3轉(zhuǎn)移矩陣法是目前微波電路機(jī)輔分析中應(yīng)用最廣的一種方法，它非常適合二端口電路的分析。其步驟為：先建立電路中各元件的轉(zhuǎn)移矩陣，然后根據(jù)電路中各元件的連接方式，利用矩陣運(yùn)算法則，求出整個(gè)電路的轉(zhuǎn)移矩陣，最后根據(jù)公式求出電路的各種外特性參數(shù)。4散射矩陣法是微波電路機(jī)輔分析中特有的一種分析方法。由于在微波頻段，保持恒定的功率輸出和匹配終端條件相對(duì)比較容易，故微波網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的測(cè)量一般都測(cè)其S參數(shù)，因而基于S參數(shù)的散射矩陣法，在直接分析微波電路時(shí)顯得非常便利。因此，散射矩陣