第4部分微波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

1、4.1 微波網(wǎng)絡(luò)的基本參量微波網(wǎng)絡(luò)的基本參量4.2 微波網(wǎng)絡(luò)的阻抗、導(dǎo)納矩陣微波網(wǎng)絡(luò)的阻抗、導(dǎo)納矩陣4.3 微波網(wǎng)絡(luò)的散射矩陣微波網(wǎng)絡(luò)的散射矩陣4.4 傳輸散射矩陣傳輸散射矩陣在微波傳輸?shù)倪^程中，需要應(yīng)用許多微波元器件在微波傳輸?shù)倪^程中，需要應(yīng)用許多微波元器件。分析微波元器件的方法分析微波元器件的方法電磁場分析法電磁場分析法網(wǎng)絡(luò)分析法網(wǎng)絡(luò)分析法利用利用麥克斯韋方程組麥克斯韋方程組加加邊界條邊界條件件求出元件中場分布，再求其求出元件中場分布，再求其傳輸特性，由于邊界條件復(fù)雜，傳輸特性，由于邊界條件復(fù)雜，因此一般求解很困難因此一般求解很困難。在微波系統(tǒng)中，通常在微波系統(tǒng)中，通常關(guān)心元器件的外部傳關(guān)

2、心元器件的外部傳輸參量，而不關(guān)心其輸參量，而不關(guān)心其內(nèi)部場分布。因此可內(nèi)部場分布。因此可采用網(wǎng)絡(luò)法。采用網(wǎng)絡(luò)法。微波網(wǎng)絡(luò)方法：是以微波元件及組合系統(tǒng)為對象，微波網(wǎng)絡(luò)方法：是以微波元件及組合系統(tǒng)為對象，利用利用等效電路的方法等效電路的方法研究它們的研究它們的傳輸特性傳輸特性及其設(shè)計及其設(shè)計和實現(xiàn)的方法和實現(xiàn)的方法。網(wǎng)絡(luò)分析法網(wǎng)絡(luò)分析法注意：這種方法不能得到元件內(nèi)部的場分布注意：這種方法不能得到元件內(nèi)部的場分布, , 工程上關(guān)工程上關(guān)心的是元件的傳輸特性和反射特性（相對于端口）。心的是元件的傳輸特性和反射特性（相對于端口）。此方法為微波電路和系統(tǒng)的此方法為微波電路和系統(tǒng)的等效電路分析方法等效電路分

3、析方法。微波元件微波元件用網(wǎng)絡(luò)等效用網(wǎng)絡(luò)等效應(yīng)用電路和傳輸線理論應(yīng)用電路和傳輸線理論求取網(wǎng)絡(luò)各端口間求取網(wǎng)絡(luò)各端口間信號的相互關(guān)系信號的相互關(guān)系 4.1 微波網(wǎng)絡(luò)的基本參量微波網(wǎng)絡(luò)的基本參量任何一個任何一個微波系統(tǒng)微波系統(tǒng)都是由各種都是由各種微波元件和微波傳輸線微波元件和微波傳輸線組成的。組成的。微波元件微波元件就是各種不同于均勻傳輸線的就是各種不同于均勻傳輸線的不均勻區(qū)域不均勻區(qū)域或或不連續(xù)區(qū)域不連續(xù)區(qū)域組成的結(jié)構(gòu)，其特性可由組成的結(jié)構(gòu)，其特性可由“場場”和和“路路”兩種兩種方法來描述，方法來描述，微波網(wǎng)絡(luò)微波網(wǎng)絡(luò)是傳輸系統(tǒng)中不均勻區(qū)域的是傳輸系統(tǒng)中不均勻區(qū)域的等等效電路效電路 。 前已提及

4、，微波傳輸系統(tǒng)中的不均勻區(qū)主要由各種微波前已提及，微波傳輸系統(tǒng)中的不均勻區(qū)主要由各種微波 元件造成。這些微波元件在傳輸系統(tǒng)中也稱為元件造成。這些微波元件在傳輸系統(tǒng)中也稱為微波接頭微波接頭 或微波結(jié)或微波結(jié)。下圖下圖中示出了幾個典型的微波結(jié)。中示出了幾個典型的微波結(jié)。匹配負(fù)載匹配負(fù)載波導(dǎo)阻抗階梯波導(dǎo)阻抗階梯分支波導(dǎo)分支波導(dǎo)波導(dǎo)單孔定向耦合器波導(dǎo)單孔定向耦合器微波網(wǎng)絡(luò)具有如下特點：微波網(wǎng)絡(luò)具有如下特點： (1)對于不同的對于不同的模式模式有不同的等效網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及參量。有不同的等效網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及參量。通常希望傳輸線工作于主模狀態(tài)。通常希望傳輸線工作于主模狀態(tài)。(2)電路中不均勻區(qū)附近將會激起電路中不均勻區(qū)

5、附近將會激起高次模高次模，此時高次模，此時高次模對工作模式的影響僅增加一個對工作模式的影響僅增加一個電抗電抗值，可計入網(wǎng)絡(luò)參值，可計入網(wǎng)絡(luò)參量之內(nèi)。量之內(nèi)。(3)整個網(wǎng)絡(luò)參考面要嚴(yán)格規(guī)定，一旦整個網(wǎng)絡(luò)參考面要嚴(yán)格規(guī)定，一旦參考面參考面移動，則移動，則網(wǎng)絡(luò)參量就會改變。網(wǎng)絡(luò)參量就會改變。(4)微波網(wǎng)絡(luò)的等效電路及其參量只適用于一個微波網(wǎng)絡(luò)的等效電路及其參量只適用于一個頻段頻段。 微波網(wǎng)絡(luò)的分類微波網(wǎng)絡(luò)的分類 微波網(wǎng)絡(luò)微波網(wǎng)絡(luò)(Microwave Network)可以按不同的方法可以按不同的方法 進行分類。進行分類。按照與網(wǎng)絡(luò)連接的傳輸線數(shù)目，微波網(wǎng)絡(luò)可分為按照與網(wǎng)絡(luò)連接的傳輸線數(shù)目，微波網(wǎng)絡(luò)可分

6、為單端口單端口、雙端口雙端口、三端口三端口和和四端口四端口網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)等。微波網(wǎng)絡(luò)的分類微波網(wǎng)絡(luò)的分類按端口或?qū)Ь€劃分按端口或?qū)Ь€劃分單端口網(wǎng)絡(luò)單端口網(wǎng)絡(luò)雙端口網(wǎng)絡(luò)雙端口網(wǎng)絡(luò)三端口網(wǎng)絡(luò)三端口網(wǎng)絡(luò)四端口網(wǎng)絡(luò)四端口網(wǎng)絡(luò)端口數(shù)超過五以上的網(wǎng)絡(luò)在實踐中很少遇到端口數(shù)超過五以上的網(wǎng)絡(luò)在實踐中很少遇到。按照網(wǎng)絡(luò)的特性是否與所通過的電磁波的按照網(wǎng)絡(luò)的特性是否與所通過的電磁波的 場強有關(guān)，微波網(wǎng)絡(luò)可分成場強有關(guān)，微波網(wǎng)絡(luò)可分成 線性的線性的和和非線性非線性的兩大類的兩大類。按照網(wǎng)絡(luò)的特性是否線性劃分按照網(wǎng)絡(luò)的特性是否線性劃分線性線性網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)非線性非線性網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)微波網(wǎng)絡(luò)的分類微波網(wǎng)絡(luò)的分類微波系統(tǒng)內(nèi)部的媒質(zhì)是線性

7、的，即媒質(zhì)的介電常數(shù)、微波系統(tǒng)內(nèi)部的媒質(zhì)是線性的，即媒質(zhì)的介電常數(shù)、磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率的值磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率的值與所加的電磁場強與所加的電磁場強無關(guān)，該網(wǎng)無關(guān)，該網(wǎng)絡(luò)的特性參量也與場強無關(guān)，這種具有線性媒質(zhì)的絡(luò)的特性參量也與場強無關(guān)，這種具有線性媒質(zhì)的微波系統(tǒng)所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)稱為微波系統(tǒng)所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)稱為線性微波網(wǎng)絡(luò)線性微波網(wǎng)絡(luò)；反之則稱為反之則稱為非線性微波網(wǎng)絡(luò)非線性微波網(wǎng)絡(luò)。 微波網(wǎng)絡(luò)的分類微波網(wǎng)絡(luò)的分類按照網(wǎng)絡(luò)的特性是否可逆，微波網(wǎng)絡(luò)可分為按照網(wǎng)絡(luò)的特性是否可逆，微波網(wǎng)絡(luò)可分為可逆可逆(互易互易)的和的和不可逆不可逆(非互易非互易)的兩大類的兩大類。 按照網(wǎng)絡(luò)的特性是否可逆劃分按照網(wǎng)絡(luò)的特性是否可逆劃

8、分可逆可逆(互易互易)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)不可逆不可逆(非互易非互易)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)微波網(wǎng)絡(luò)的分類微波網(wǎng)絡(luò)的分類當(dāng)微波系統(tǒng)內(nèi)部的媒質(zhì)是可逆的，即媒質(zhì)的介電常數(shù)、當(dāng)微波系統(tǒng)內(nèi)部的媒質(zhì)是可逆的，即媒質(zhì)的介電常數(shù)、磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率的值與磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率的值與電磁波的傳輸方向電磁波的傳輸方向無關(guān)時，該無關(guān)時，該網(wǎng)絡(luò)的特性亦是可逆的網(wǎng)絡(luò)的特性亦是可逆的。這種具有可逆媒質(zhì)的微波系這種具有可逆媒質(zhì)的微波系統(tǒng)所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)稱為統(tǒng)所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)稱為可逆網(wǎng)絡(luò)可逆網(wǎng)絡(luò)，亦稱為，亦稱為互易網(wǎng)絡(luò)互易網(wǎng)絡(luò)。反之，則稱為反之，則稱為不可逆網(wǎng)絡(luò)不可逆網(wǎng)絡(luò)( (或或非互易網(wǎng)絡(luò)非互易網(wǎng)絡(luò)) )，這時媒質(zhì)，這時媒質(zhì)的參量及網(wǎng)絡(luò)的特性與電磁波的傳輸方向有關(guān)，

9、如某的參量及網(wǎng)絡(luò)的特性與電磁波的傳輸方向有關(guān)，如某些含鐵氧體的微波網(wǎng)絡(luò)就是不可逆網(wǎng)絡(luò)些含鐵氧體的微波網(wǎng)絡(luò)就是不可逆網(wǎng)絡(luò)。微波網(wǎng)絡(luò)的分類微波網(wǎng)絡(luò)的分類按照微波網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部是否具有功率損耗可分成按照微波網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部是否具有功率損耗可分成 無耗無耗與與有耗有耗的兩大類；的兩大類；按照網(wǎng)絡(luò)的特性是否有耗劃分按照網(wǎng)絡(luò)的特性是否有耗劃分有耗有耗網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)無耗無耗網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)微波網(wǎng)絡(luò)的分類微波網(wǎng)絡(luò)的分類 按照微波網(wǎng)絡(luò)是否具有對稱性可分成按照微波網(wǎng)絡(luò)是否具有對稱性可分成 對稱對稱的與的與非對稱非對稱的兩大類的兩大類。按照網(wǎng)絡(luò)的特性是否對稱劃分按照網(wǎng)絡(luò)的特性是否對稱劃分對稱對稱網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)非對稱非對稱網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)微波網(wǎng)絡(luò)的分類微波網(wǎng)

10、絡(luò)的分類 在未歸一化在未歸一化n端口網(wǎng)絡(luò)中，各個端口參考面上均存在端口網(wǎng)絡(luò)中，各個端口參考面上均存在該端口工作模式的該端口工作模式的 四個量。由于同一端口上有四個量。由于同一端口上有 或或 故故n個個端口端口的的n個量中只有個量中只有2n個個獨立獨立( (歸一化網(wǎng)絡(luò)也如此歸一化網(wǎng)絡(luò)也如此) )。根據(jù)線性網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì)，。根據(jù)線性網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì)，在上述在上述2n個量中可選取個量中可選取n個任意線性無關(guān)組合為自變量，個任意線性無關(guān)組合為自變量，另外另外n個線性無關(guān)組合為因變量，寫出個線性無關(guān)組合為因變量，寫出n個線性方程的方個線性方程的方程組。表示這兩組量之間的關(guān)系的量，稱為程組。表示這兩組量之間的關(guān)系的

11、量，稱為n端口網(wǎng)絡(luò)的端口網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)參量網(wǎng)絡(luò)參量。UI、cUZ I cIYU 微波網(wǎng)絡(luò)參量的定義微波網(wǎng)絡(luò)參量的定義常用的網(wǎng)絡(luò)參量有常用的網(wǎng)絡(luò)參量有阻抗阻抗( (或?qū)Ъ{或?qū)Ъ{) )參量參量、散射參量散射參量和和傳輸參量傳輸參量。由于它們都是線性方程組自變量的。由于它們都是線性方程組自變量的系數(shù)，故可表為矩陣形式。系數(shù)，故可表為矩陣形式。上述參量相應(yīng)的矩陣稱為阻抗上述參量相應(yīng)的矩陣稱為阻抗( (或?qū)Ъ{或?qū)Ъ{) )矩陣、矩陣、散射矩陣和傳輸矩陣。散射矩陣和傳輸矩陣。 微波網(wǎng)絡(luò)參量的定義微波網(wǎng)絡(luò)參量的定義表征微波網(wǎng)絡(luò)的參量有二類。表征微波網(wǎng)絡(luò)的參量有二類。第一類是反映網(wǎng)絡(luò)參考面上第一類是反映網(wǎng)絡(luò)參考面上

12、電壓與電流電壓與電流之間關(guān)系的，之間關(guān)系的，如如Z( (阻杭阻杭) )、Y( (導(dǎo)納導(dǎo)納) )、A( (轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移) )參量矩陣；參量矩陣； 第二類是反映參考面上第二類是反映參考面上入射波電壓與反射波電壓入射波電壓與反射波電壓之間關(guān)系的，之間關(guān)系的，如如S( (散射散射) )、T( (傳輸傳輸) )參量矩陣參量矩陣 微波網(wǎng)絡(luò)參量的定義微波網(wǎng)絡(luò)參量的定義阻抗矩陣阻抗矩陣Z和導(dǎo)納矩陣和導(dǎo)納矩陣Y 如圖所示的如圖所示的n端口網(wǎng)絡(luò)，以參考面端口網(wǎng)絡(luò)，以參考面Ti上的總電流為自變量，上的總電流為自變量，總電壓為因變量總電壓為因變量 ，Ii以流進網(wǎng)絡(luò)為正方向。以流進網(wǎng)絡(luò)為正方向。iiiIIIiiiUUU由于

13、網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)是線性的，由于網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)是線性的，每一端口每一端口參考面上的電壓是所有參考面上的電壓是所有n個端口電流個端口電流引起響應(yīng)的迭加引起響應(yīng)的迭加，因而有，因而有111 11221221 122221 122nnnnnnnnnnUZ IZ IZ IUZ IZ IZ IUZ IZ IZ I4.2 微波網(wǎng)絡(luò)的阻抗、導(dǎo)納矩陣微波網(wǎng)絡(luò)的阻抗、導(dǎo)納矩陣用矩陣記為用矩陣記為 UZI式中，式中，U為各端口參考面上的電壓組成的列矩陣，為各端口參考面上的電壓組成的列矩陣，簡稱電壓列矩陣，簡稱電壓列矩陣，I為各端口參考面上的電流組成為各端口參考面上的電流組成的列矩陣，簡稱電流列矩陣。的列矩陣，簡稱電流列矩陣。阻抗

14、矩陣阻抗矩陣Z和導(dǎo)納矩陣和導(dǎo)納矩陣Y Z稱為稱為n端口微波網(wǎng)絡(luò)的阻抗矩陣，或稱為端口微波網(wǎng)絡(luò)的阻抗矩陣，或稱為Z矩陣矩陣 。 111212122212nnnnnnZZZZZZZZZZ阻抗矩陣阻抗矩陣Z和導(dǎo)納矩陣和導(dǎo)納矩陣Y Z矩陣元素矩陣元素(簡稱矩陣元簡稱矩陣元)的定義如下：的定義如下：Zii是矩陣的對角線元素，其定義表明，它是是矩陣的對角線元素，其定義表明，它是除除i端口外的所有端口端口外的所有端口開路開路時，時，i端口的輸入阻端口的輸入阻抗，故稱為端口抗，故稱為端口i的的自阻抗自阻抗。01,2,jiiiiIUZjn jiI阻抗矩陣阻抗矩陣Z和導(dǎo)納矩陣和導(dǎo)納矩陣Y 111 11221221

15、 122221 122nnnnnnnnnnUZ IZ IZ IUZ IZ IZ IUZ IZ IZ IZij為矩陣的非對角線元素，其定義表明，它是為矩陣的非對角線元素，其定義表明，它是除除j端口以外其余所有端口端口以外其余所有端口開路開路時，端口時，端口j和和i之之間的轉(zhuǎn)移阻抗，故稱為端口間的轉(zhuǎn)移阻抗，故稱為端口j與端口與端口i之間的之間的互阻抗互阻抗。00,1,2,iiijjIUZin ijI阻抗矩陣阻抗矩陣Z和導(dǎo)納矩陣和導(dǎo)納矩陣Y 111 11221221 122221 122nnnnnnnnnnUZ IZ IZ IUZ IZ IZ IUZ IZ IZ I若以參考面上的總電壓若以參考面上的

16、總電壓 為自變量，為自變量，總電流總電流 為因變量，仿上式可得矩陣為因變量，仿上式可得矩陣式中，式中，I 、U分別為電流列矩陣和電壓列矩陣。分別為電流列矩陣和電壓列矩陣。 IY U 111212122212nnnnnnYYYYYYYYYYY稱為稱為n端口微波網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)納矩陣，又稱為端口微波網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)納矩陣，又稱為Y矩陣。矩陣。iiiUUUiiiIII上式表明，上式表明，Yii是除是除i端口外的所有端口短路時，端口外的所有端口短路時，端口端口i的輸入導(dǎo)納，稱為端口的輸入導(dǎo)納，稱為端口i的的自導(dǎo)納自導(dǎo)納。01,2,jiiiiUIYjn jiU該式表明，該式表明，Yij是除端口是除端口j之外的所有端口短

17、路時，之外的所有端口短路時，端口端口j與端口與端口i之間的轉(zhuǎn)移導(dǎo)納，稱為端口之間的轉(zhuǎn)移導(dǎo)納，稱為端口j與端口與端口i之間的之間的互導(dǎo)納互導(dǎo)納。 01,2,iiijjUIYin ijU對于對于n端口端口歸一化歸一化網(wǎng)絡(luò)，可以求出歸一化阻抗矩陣網(wǎng)絡(luò)，可以求出歸一化阻抗矩陣 和歸一化導(dǎo)納矩陣和歸一化導(dǎo)納矩陣 。根據(jù)歸一化電壓與未歸一化電。根據(jù)歸一化電壓與未歸一化電壓的關(guān)系，得壓的關(guān)系，得 Z Y阻抗矩陣阻抗矩陣Z和導(dǎo)納矩陣和導(dǎo)納矩陣Y 式中式中 1122111cicicinnUUUUUUZIZZZUU 121000101001cccicnZZZZ阻抗矩陣阻抗矩陣Z和導(dǎo)納矩陣和導(dǎo)納矩陣Y 式中式中 1

18、122cicinnIIIIIZZIII 12000000cccicnZZZZ阻抗矩陣阻抗矩陣Z和導(dǎo)納矩陣和導(dǎo)納矩陣Y 1ciIZI 11ciciUZZIZIZ 1ciUZIZ 阻抗矩陣阻抗矩陣Z和導(dǎo)納矩陣和導(dǎo)納矩陣Y 稱為歸一化阻抗矩陣。稱為歸一化阻抗矩陣。 1111ciciciciZZZZZZZ 1111211212212222121212ncccccnncccccnnnnncncnccncZZZZZ ZZ ZZZZZZ ZZ ZZZZZZ ZZ Z Z阻抗矩陣阻抗矩陣Z和導(dǎo)納矩陣和導(dǎo)納矩陣Y 稱為歸一化導(dǎo)納矩陣。稱為歸一化導(dǎo)納矩陣。 11ciciciciYZYZYYY Y同理：同理：阻抗矩

19、陣阻抗矩陣Z和導(dǎo)納矩陣和導(dǎo)納矩陣Y 采用歸一化網(wǎng)絡(luò)的主要好處在于：采用歸一化網(wǎng)絡(luò)的主要好處在于：(1)網(wǎng)絡(luò)端口的特性阻抗為網(wǎng)絡(luò)端口的特性阻抗為1，可使各端口入射波，可使各端口入射波功率與反射波功率表示式完全一致，并且非常簡單。功率與反射波功率表示式完全一致，并且非常簡單。(2)網(wǎng)絡(luò)各參量互換容易網(wǎng)絡(luò)各參量互換容易( (這一點在學(xué)過網(wǎng)絡(luò)參量之后這一點在學(xué)過網(wǎng)絡(luò)參量之后便會明白便會明白) )。下面舉例說明阻抗矩陣的求法。下面舉例說明阻抗矩陣的求法( (導(dǎo)納矩陣導(dǎo)納矩陣的求法與其類似的求法與其類似) )。212iiPU212iiPU通常，一個較復(fù)雜的微波網(wǎng)絡(luò)是由幾個簡單網(wǎng)絡(luò)通常，一個較復(fù)雜的微波網(wǎng)絡(luò)

20、是由幾個簡單網(wǎng)絡(luò)組成的。最常見的電路單元有串聯(lián)阻抗、并聯(lián)導(dǎo)組成的。最常見的電路單元有串聯(lián)阻抗、并聯(lián)導(dǎo)納、均勻傳輸線和理想變壓器，如圖所示。納、均勻傳輸線和理想變壓器，如圖所示。 常用基本電路單元常用基本電路單元 阻抗矩陣阻抗矩陣Z和導(dǎo)納矩陣和導(dǎo)納矩陣Y 例例 求圖所示的無耗二端口網(wǎng)絡(luò)的求圖所示的無耗二端口網(wǎng)絡(luò)的Z矩陣。矩陣。P1P2ZAZBZC練習(xí)練習(xí) 求圖所示的無耗二端口網(wǎng)絡(luò)的求圖所示的無耗二端口網(wǎng)絡(luò)的Z矩陣。矩陣。P1P2Z0lZ參量參量 、Y參量參量 及及A參量參量 都是表示端口間電壓、電流關(guān)都是表示端口間電壓、電流關(guān)系的參量。系的參量。但是，在微波網(wǎng)絡(luò)中，測量各端口上的電壓和但是，在微

21、波網(wǎng)絡(luò)中，測量各端口上的電壓和電流是困難的，因此這些參量難以測量。電流是困難的，因此這些參量難以測量。在微波網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)用最廣泛的是在微波網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)用最廣泛的是便于測量的散射參量便于測量的散射參量。散射參量有歸一化和非歸一化之分，散射參量有歸一化和非歸一化之分，通常所說的散射通常所說的散射參量是指歸一化散射參量，參量是指歸一化散射參量，用用 S 表示，它給出的是各端口表示，它給出的是各端口歸一化入、反射波電壓之間的關(guān)系；歸一化入、反射波電壓之間的關(guān)系；實際工作中最常用的散射參量是歸一化散射參量。實際工作中最常用的散射參量是歸一化散射參量。4.3 微波網(wǎng)絡(luò)的散射矩陣微波網(wǎng)絡(luò)的散射矩陣3.6.4 散

22、射矩陣或稱散射矩陣或稱S矩陣矩陣 在在n端口網(wǎng)絡(luò)中，如果選取各端口參考面端口網(wǎng)絡(luò)中，如果選取各端口參考面Ti上的歸一化入上的歸一化入射波電壓射波電壓 為自變量，歸一化出射波電壓為自變量，歸一化出射波電壓 為因變量，為因變量，則可得下面的線性方程組，通常設(shè)則可得下面的線性方程組，通常設(shè) ，( (圖圖3.33所示所示) )有有iUiU,iiiiaUbU圖圖3.33(3.161) 111 11221221 122221 122nnnnnnnnnnbS aS aS abS aS aS abS aS aS a3.6.4 散射矩陣或稱散射矩陣或稱S矩陣矩陣 用矩陣記為用矩陣記為式中，式中，a為各端口參考面

23、上的歸一化入射波電壓組成的為各端口參考面上的歸一化入射波電壓組成的列矩陣，列矩陣，b為為各端口參考面上的歸一化出射波電壓組成各端口參考面上的歸一化出射波電壓組成的列矩陣。的列矩陣。 bSa 111212122212nnnnnnSSSSSSSSSSS稱為稱為散射散射矩陣。散射是指電磁波碰到障礙物而從該物矩陣。散射是指電磁波碰到障礙物而從該物體向空間散射出去的現(xiàn)象。這里是指入射波碰到不均勻體向空間散射出去的現(xiàn)象。這里是指入射波碰到不均勻性而向各端口發(fā)生散射。性而向各端口發(fā)生散射。不難看出，不難看出，S和前已述及的和前已述及的Z、Y均為均為 階方陣。階方陣。n n(3.162) (3.163) 3.

24、6.4 散射矩陣或稱散射矩陣或稱S矩陣矩陣 散射矩陣元定義如下：散射矩陣元定義如下： 即即Sii是除端口是除端口i接波源外，其余所有端口接接波源外，其余所有端口接匹配負(fù)載匹配負(fù)載時，時，端口端口i的電壓的電壓反射系數(shù)反射系數(shù) 。 Sij是端口是端口j接波源，其余端口均接匹配負(fù)載時，從端口接波源，其余端口均接匹配負(fù)載時，從端口j到到端口端口i的電壓傳輸系數(shù)，表為的電壓傳輸系數(shù)，表為Tij 。00,1,2,jjiiiiaiabSjnjia i00,1,2,iiiijijajabSTinija(3.164) (3.165) 3.6.4 散射矩陣或稱散射矩陣或稱S矩陣矩陣 S矩陣物理意義矩陣物理意義

25、還以雙口網(wǎng)絡(luò)為例還以雙口網(wǎng)絡(luò)為例它表示端口它表示端口2匹配時，端口匹配時，端口1的反射系數(shù)。的反射系數(shù)。 Sbaa111102Sbaa121201它表示端口它表示端口1匹配時，由端口匹配時，由端口2到端口到端口1的傳輸系數(shù)。的傳輸系數(shù)。 由于反射系數(shù)和傳輸系數(shù)是微波波段由于反射系數(shù)和傳輸系數(shù)是微波波段易于測量的量易于測量的量，因此采用矩陣研究微波網(wǎng)絡(luò)問題更為方便。下面舉例說明因此采用矩陣研究微波網(wǎng)絡(luò)問題更為方便。下面舉例說明S矩陣的求法。矩陣的求法。 3.6.4 散射矩陣或稱散射矩陣或稱S矩陣矩陣 例例3.8 求圖求圖3.34歸一化網(wǎng)絡(luò)的歸一化網(wǎng)絡(luò)的S矩陣矩陣圖圖3.3421110aS 解解

26、由式由式(3.164)、(3.165)可得可得再根據(jù)串聯(lián)元件的電流是連續(xù)的，有再根據(jù)串聯(lián)元件的電流是連續(xù)的，有 即即221112121121122211220000,aaaabbbbSSSSaaaa111 11 12ZZSZZ 12II 11222ababb 當(dāng)端口當(dāng)端口2接匹配負(fù)載時，接匹配負(fù)載時， , ,由由 得得21,0LZaZ1a2a1b2b1T2T左右均除以左右均除以a13.6.4 散射矩陣或稱散射矩陣或稱S矩陣矩陣 可得可得 同理，當(dāng)端口同理，當(dāng)端口1接匹配負(fù)載時，可求得接匹配負(fù)載時，可求得于是該網(wǎng)絡(luò)的散射矩陣為于是該網(wǎng)絡(luò)的散射矩陣為2111212SSZ 圖圖3.3422122,2

27、2ZSSZZ 212 2ZSZZ1T2TZ2a2b1a1b3.6.4 散射矩陣或稱散射矩陣或稱S矩陣矩陣 例題：對于雙口網(wǎng)絡(luò)，輸入反射系數(shù)例題：對于雙口網(wǎng)絡(luò)，輸入反射系數(shù)inin和負(fù)載反射系和負(fù)載反射系數(shù)數(shù)L L有關(guān)系有關(guān)系證明注意到證明注意到inin和和L L的的不對稱性不對稱性inLLSS SS1112212211212, inLbaab a1b1Networkin圖圖 雙口網(wǎng)絡(luò)散射參數(shù)雙口網(wǎng)絡(luò)散射參數(shù)S S3.6.4 散射矩陣或稱散射矩陣或稱S矩陣矩陣 且寫出雙口網(wǎng)絡(luò)的且寫出雙口網(wǎng)絡(luò)的S參數(shù)參數(shù)由上式中得到由上式中得到 又從上式可知又從上式可知bS aS abS aS a11111222

28、211222 inbaSSaa11111221SaaSbaL211222221inLLSS SS1112212213.6.4 散射矩陣或稱散射矩陣或稱S矩陣矩陣 利用上述關(guān)系，在設(shè)定的利用上述關(guān)系，在設(shè)定的ZL下測下測in便可獲得關(guān)于便可獲得關(guān)于S11、 S11和和S22的方程，從而聯(lián)立解得網(wǎng)絡(luò)散射參量，這便是微的方程，從而聯(lián)立解得網(wǎng)絡(luò)散射參量，這便是微波二端口網(wǎng)絡(luò)波二端口網(wǎng)絡(luò)“阻抗法阻抗法”測測參量的原理。如可分別設(shè)參量的原理。如可分別設(shè)置置ZL為匹配、短路、開路三種獨立狀態(tài)為匹配、短路、開路三種獨立狀態(tài)(對應(yīng)對應(yīng)分別為分別為0，-1，1)，相應(yīng)測得三個不同，相應(yīng)測得三個不同1之值：之值：分

29、別代入上式后解得分別代入上式后解得111.1.1.1.221.1.21.1.1.1.121.1.22()()MMSOSOOMSMSOSSS 1.1.1.,MSO可逆網(wǎng)絡(luò)可逆網(wǎng)絡(luò)S21=S12inLLSS SS1112212213.6.5 二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣A、T 3.6.5 二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣A、T 當(dāng)多個微波網(wǎng)絡(luò)以當(dāng)多個微波網(wǎng)絡(luò)以級聯(lián)級聯(lián)方式連接時，采用輸出端口量方式連接時，采用輸出端口量表示輸入端口量的傳輸矩陣來描述網(wǎng)絡(luò)特性較為方便，這表示輸入端口量的傳輸矩陣來描述網(wǎng)絡(luò)特性較為方便，這時整個級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣可以用每個微波網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩時整個級聯(lián)網(wǎng)

30、絡(luò)的傳輸矩陣可以用每個微波網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣相乘來得到。為簡便起見，我們這里僅研究二端口網(wǎng)絡(luò)，陣相乘來得到。為簡便起見，我們這里僅研究二端口網(wǎng)絡(luò)，需要時可將它推廣到需要時可將它推廣到n端口網(wǎng)絡(luò)。端口網(wǎng)絡(luò)。 根據(jù)選取量類型的不同，傳輸矩陣分為根據(jù)選取量類型的不同，傳輸矩陣分為電壓電壓-電流傳輸電流傳輸矩陣矩陣和和入射波入射波-出射波傳輸矩陣出射波傳輸矩陣兩種。前者常稱為兩種。前者常稱為A矩陣，矩陣，后者為后者為T矩陣。矩陣。3.6.5 二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣A、T A矩陣矩陣 如圖如圖3.35所示的二端口網(wǎng)絡(luò)，選取輸出端口參考面上所示的二端口網(wǎng)絡(luò)，選取輸出端口參考面上的總電壓的總電

31、壓U2和總電流和總電流I2為自變量，輸入端口參考面上的總為自變量，輸入端口參考面上的總電壓電壓U1、總電流、總電流I1為因變量，可得線性方程組為為因變量，可得線性方程組為用矩陣記為用矩陣記為式中式中A元的定義為元的定義為圖圖3.3511121221212222UA UA IIA UA I 1212UUAII 11122122AAAAA(3.166) (3.167) (3.168) 1I2I1U2U1T2T A3.6.5 二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣A、T A11表示端口表示端口2開路時，輸入端電壓與輸出端電壓之比。通開路時，輸入端電壓與輸出端電壓之比。通常將輸出端電壓、電流與輸入端

32、電壓、電流之比稱為轉(zhuǎn)移常將輸出端電壓、電流與輸入端電壓、電流之比稱為轉(zhuǎn)移參量。由此可見，參量。由此可見， 1/A12表示端口表示端口2開路時電壓轉(zhuǎn)移系數(shù)。開路時電壓轉(zhuǎn)移系數(shù)。1/A12表示端口表示端口2短路時的轉(zhuǎn)移導(dǎo)納。短路時的轉(zhuǎn)移導(dǎo)納。1/ /A21表示端口表示端口2開路時的轉(zhuǎn)移阻抗。開路時的轉(zhuǎn)移阻抗。1/ /A22表示端口表示端口2短路時的電流轉(zhuǎn)移系數(shù)。短路時的電流轉(zhuǎn)移系數(shù)。圖圖3.35211120IUAU211220UUAI212120IIAU212220UIAI(3.169-3.172) 1I2I1U2U1T2T A當(dāng)電壓、電流取歸一化值時，可定義歸一化當(dāng)電壓、電流取歸一化值時，可定義

33、歸一化A矩陣。矩陣。式中式中 1212UUAII 應(yīng)當(dāng)注意，定義應(yīng)當(dāng)注意，定義A矩陣時，輸出端口的電流矩陣時，輸出端口的電流正方向正方向與與定義定義Z矩陣和矩陣和Y矩陣時矩陣時相反相反，現(xiàn)在，現(xiàn)在I2的正方向為流出網(wǎng)絡(luò)即的正方向為流出網(wǎng)絡(luò)即圖中由左向右的方向。這樣定義，在網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)時用起來較圖中由左向右的方向。這樣定義，在網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)時用起來較為方便，因為前一網(wǎng)絡(luò)的輸出電流直接為下一網(wǎng)絡(luò)的輸入為方便，因為前一網(wǎng)絡(luò)的輸出電流直接為下一網(wǎng)絡(luò)的輸入電流。關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的級聯(lián)問題，圖電流。關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的級聯(lián)問題，圖3.36示出了兩個二端口網(wǎng)示出了兩個二端口網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)的情況。絡(luò)級聯(lián)的情況。2121111211122122

34、11221222ccccccccZAAZZ ZAAAAAZZ ZAAZ 圖圖3.35(3.173) (3.174) 1I2I1U2U1T2T A3.6.5 二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣A、T 圖圖3.36由于由于得得可見，若是可見，若是n個二端口網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)，整個網(wǎng)絡(luò)的個二端口網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)，整個網(wǎng)絡(luò)的A矩陣就等于矩陣就等于n個二端口網(wǎng)絡(luò)的矩陣相乘。個二端口網(wǎng)絡(luò)的矩陣相乘。 12112UUAII 32232UUAII 33112331UUUAAAIII(3.175) 1I2I1U2U1 A3I3U2 A典型A矩陣 3.6.5 二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣A、T 3.6.5 二端口

35、網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣A、T 3.6.5 二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣A、T 0=100+ 200=0.1 H=20PF50300MHlZjLCZ =fz，PCLZlZ0Z0Z00.1l0.2l例例1如圖示如圖示求輸入駐波比。求輸入駐波比。解將系統(tǒng)對解將系統(tǒng)對Z0歸一化歸一化08121002871122/2423 1020 10501.8850500.265323 101020.13620.272llZZZjYCZZYLll Zlcossinsincos1010cos36sin36cos72sin72 1.885010.26531sin36cos36sin72cos72

36、jjjjAjjjjcossin( .cossin)cos.sin.cossinsincoscossin( .cossin.sin.coscos.sin363618850363636188503610026531727272723636185036361885002565360265336361885036jjjjjjjgPCLZlZ0Z0Z00.1l0.2lcos72sin72sin72cos72jj111221220.964960.587790.309020.951060.260831.09937 2.192100.298960.951060.309020.393072.17720(24)0

37、.260831.09937(24)0.393072.177200.521660.056linljjjAjjjA ZAjjZA ZAjjj 050.521660.056053.749480.393073.7494800.3930713.227820.4491214.271140.393073.25892|0.760644.284421 |7.355611 |ininjjjZjZj PCLZlZ0Z0Z00.1l0.2l11112121221111212122( )( )( ) ( )llllllUUAAIAAIUA UA IaIA UA Ibab3.6.5 二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩

38、陣A、T l/4R1R2Zl=1Z0=1Zin=1解采用矩陣來求解解采用矩陣來求解212121111222122121111010011110111111111linlRjAjjRRR RRA ZARZA ZAR RR121RR 11112121221111212122( )( )( ) ( )llllllUUAAIAAIUA UA IaIA UA Ibabl/4R1R2Zl=1Z0=1Zin=13.6.5 二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣A、T 例例3.9 如圖如圖3.39所示所示, ,求變求變比比 的理想變壓的理想變壓器的器的A。圖圖3.3912:1nnn并根據(jù)理想變壓器的性質(zhì)，當(dāng)

39、端口并根據(jù)理想變壓器的性質(zhì)，當(dāng)端口2開路開路時，有時，有 。端口端口2短路短路時有時有 ，于是得，于是得不難求得歸一化網(wǎng)絡(luò)的矩陣也為不難求得歸一化網(wǎng)絡(luò)的矩陣也為222211111112212222220000,IUIUUUIIAAAAUIUI12UnU001nAn 解解 由由A元的定義元的定義 111221220,0,1,01nAnAAAnAn12IIn3.6.5 二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣A、T T矩陣矩陣 選取輸出端口的選取輸出端口的 為自變量為自變量, ,輸入端口的輸入端口的 為因變量，常設(shè)為因變量，常設(shè) ，如如圖圖3.37所示，這樣可得線性方程組所示，這樣可得線性方程組2

40、2UU、11UU、11112222,CUCUCUCU，矩陣為矩陣為式中式中圖圖3.3711121221212222CT CT CCT CT C 1212CCTCC 11122122TTTTT(3.176) (3.177) (3.178) 1C1C1T2T T2C2CT11表示輸出端口表示輸出端口接匹配負(fù)載接匹配負(fù)載時，輸入端口到輸出端口的電時，輸入端口到輸出端口的電壓傳輸系數(shù)的倒數(shù)。壓傳輸系數(shù)的倒數(shù)。 T元的定義是元的定義是211120CCTC211220CCTC212120CCTC212220CCTCT22表示表示輸出端口匹配輸出端口匹配時，輸出端口到輸入端口的電壓傳輸時，輸出端口到輸入端口

41、的電壓傳輸系數(shù)。系數(shù)。請注意：輸出端口接匹配負(fù)載與輸出端口匹配的區(qū)別。請注意：輸出端口接匹配負(fù)載與輸出端口匹配的區(qū)別。(3.179-3.181) 1C1C1T2T T2C2C3.6.5 二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣A、T 與與A矩陣類似，用矩陣類似，用T討論二端口網(wǎng)絡(luò)的級聯(lián)也很方便，如討論二端口網(wǎng)絡(luò)的級聯(lián)也很方便，如圖圖3.38所示。所示。由于由于得得以以A矩陣為例說明其求法。矩陣為例說明其求法。圖圖3.38 3122123122CCCCTTCCCC 33112331CCCTTTCCC(3.182) 1C1 T2 T1C2C2C3C3C二端口網(wǎng)絡(luò)的組合一、級聯(lián)一、級聯(lián)二、并聯(lián)并聯(lián)二

42、、并聯(lián)并聯(lián)三、串聯(lián)串聯(lián)三、串聯(lián)串聯(lián)二端口網(wǎng)絡(luò)的組合二端口網(wǎng)絡(luò)的組合二端口微波網(wǎng)絡(luò)的基二端口微波網(wǎng)絡(luò)的基本組合方式有級聯(lián)、并聯(lián)本組合方式有級聯(lián)、并聯(lián)并聯(lián)和串聯(lián)串聯(lián)三種。并聯(lián)和串聯(lián)串聯(lián)三種。圖圖 二端口網(wǎng)絡(luò)的三種組合二端口網(wǎng)絡(luò)的三種組合V2不論哪種組合方式，不論哪種組合方式，最終都可等效為一個組合最終都可等效為一個組合的二端口網(wǎng)絡(luò)，而且該組的二端口網(wǎng)絡(luò)，而且該組合網(wǎng)絡(luò)的參量可由各子網(wǎng)合網(wǎng)絡(luò)的參量可由各子網(wǎng)絡(luò)的參量導(dǎo)出。絡(luò)的參量導(dǎo)出。二端口網(wǎng)絡(luò)的組合一、級聯(lián)一、級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) N1、N2 以級聯(lián)方式連接時如圖以級聯(lián)方式連接時如圖( (a) )所示。所示。若網(wǎng)絡(luò)若網(wǎng)絡(luò) N1、N2 的轉(zhuǎn)移參量矩陣方程為的

43、轉(zhuǎn)移參量矩陣方程為 221 2221121111 IVAAAAIV 3322221121122 IVAAAAIV則則 332 222112111 2221121111 IVAAAAAAAAIV二端口網(wǎng)絡(luò)的組合 332 222112111 2221121111 IVAAAAAAAAIV故級聯(lián)組合的二端口網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)移參量矩陣為故級聯(lián)組合的二端口網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)移參量矩陣為 2 22211211 1 2221121122211211 AAAAAAAAAAAA或簡寫成或簡寫成 A 1 A 2 A 以此類推，若轉(zhuǎn)移參量矩陣分別為以此類推，若轉(zhuǎn)移參量矩陣分別為 A 1、 A 2、 、 A n的的 n 個二端口網(wǎng)絡(luò)級

44、聯(lián)，則對于組合二端口網(wǎng)絡(luò)有個二端口網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)，則對于組合二端口網(wǎng)絡(luò)有 A A 1 A 2 A n 二端口網(wǎng)絡(luò)的組合 A A 1 A 2 A n 分析級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)除用分析級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)除用 A 矩陣外，還可用矩陣外，還可用 t 矩陣。矩陣。傳輸參量矩陣分別為傳輸參量矩陣分別為 t 1、 t 2、 t n 的的 n 個二個二端口網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)時，其組合二端口網(wǎng)絡(luò)的端口網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)時，其組合二端口網(wǎng)絡(luò)的 t 矩陣為矩陣為t t 1t 2 t nV2 V1 二、并聯(lián)并聯(lián)二、并聯(lián)并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) N1、N2 以并聯(lián)并聯(lián)組合方式連接時如圖以并聯(lián)并聯(lián)組合方式連接時如圖( (b) )所示。所示。若網(wǎng)絡(luò)若網(wǎng)絡(luò) N1、N2 的導(dǎo)納矩陣方程

45、為的導(dǎo)納矩陣方程為 211 2221121121 VVYYYYII 212 2221121121 VVYYYYII因為因為 I1 = I1 + I1 ， I2 = I2 + I2 ，故組合二端口網(wǎng)絡(luò)的故組合二端口網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)納矩陣方程為導(dǎo)納矩陣方程為 212 222112111 2221121121 VVYYYYYYYYII也可簡寫成也可簡寫成 I (Y 1 Y 2)V 故組合網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)納矩陣為故組合網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)納矩陣為 Y Y 1 1 Y 2 2V2 V1 Y Y 1 1 Y 2 2同樣，導(dǎo)納參量矩陣分別為同樣，導(dǎo)納參量矩陣分別為 Y 1、 Y 2、 Y n的的 n 個二端口網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)并聯(lián)連接時，組合二

46、端口網(wǎng)絡(luò)的個二端口網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)并聯(lián)連接時，組合二端口網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)納參量矩陣為導(dǎo)納參量矩陣為 Y Y 1 Y 2 Y n三、串聯(lián)串聯(lián)三、串聯(lián)串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) N1、N2 以串聯(lián)串聯(lián)方式組合連接時如圖以串聯(lián)串聯(lián)方式組合連接時如圖( (c) )所所示。示。 設(shè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)網(wǎng)絡(luò) N1、N2 的阻抗矩陣方程為的阻抗矩陣方程為 211 2221121121 IIZZZZVV 212 2221121121 IIZZZZVV因為因為 V1 = V1 + V1 ， V2 = V2 + V2 ，故組合二端口網(wǎng)絡(luò)的故組合二端口網(wǎng)絡(luò)的阻抗矩陣方程為阻抗矩陣方程為 212 222112111 2221121121 IIZZZZZZZZV

47、V或簡寫成或簡寫成 V (Z 1 Z 2)I 故組合網(wǎng)絡(luò)的阻抗參量矩陣為故組合網(wǎng)絡(luò)的阻抗參量矩陣為 Z Z 1 Z 2 Z Z 1 Z 2同樣，阻抗參量矩陣分別為同樣，阻抗參量矩陣分別為Z1、Z2、Zn 的的 n 個二端口網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)串聯(lián)連接時，對于組合二端口網(wǎng)絡(luò)有個二端口網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)串聯(lián)連接時，對于組合二端口網(wǎng)絡(luò)有 Z Z 1 Z 2 Z n串-并聯(lián)連接方式 并-串聯(lián)連接方式 作業(yè)作業(yè) 作業(yè)作業(yè)16：1.對于雙口網(wǎng)絡(luò)，輸入反射系數(shù)對于雙口網(wǎng)絡(luò)，輸入反射系數(shù)in和負(fù)載反和負(fù)載反射系數(shù)射系數(shù)L有關(guān)系有關(guān)系短路、開路、匹配時的短路、開路、匹配時的S參數(shù)。參數(shù)。inLLSS SS1112212212.典型典

48、型A矩陣矩陣 3.簡單雙端口網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)移矩陣簡單雙端口網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)移矩陣 3.6.5 二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣A、T 典型A矩陣 3.6.5 二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸矩陣A、T 等效電壓等效電壓、等效電流等效電流與與阻抗阻抗的概念因為電壓和電的概念因為電壓和電流的測量需要定義有效的端對，而波導(dǎo)不存在此流的測量需要定義有效的端對，而波導(dǎo)不存在此端對。端對。建立任意波導(dǎo)接頭、規(guī)則導(dǎo)行系統(tǒng)的等效網(wǎng)絡(luò)建立任意波導(dǎo)接頭、規(guī)則導(dǎo)行系統(tǒng)的等效網(wǎng)絡(luò)。1.1.等效電壓、電流和阻抗的概念等效電壓、電流和阻抗的概念。 TEMTEM傳輸線傳輸線，正導(dǎo)體相對于負(fù)導(dǎo)體的電壓，正導(dǎo)體相對于負(fù)導(dǎo)體的電壓

49、： +-+= -=蝌vvvvUE dlE dl積分是從正導(dǎo)體到負(fù)導(dǎo)體，與積分路徑無關(guān)積分是從正導(dǎo)體到負(fù)導(dǎo)體，與積分路徑無關(guān)。行波時行波時：0UZI=由安培定律，正導(dǎo)體上總的電流為由安培定律，正導(dǎo)體上總的電流為：CIH dl+=vv式中的積分回路是包圍正導(dǎo)體的任意閉合路徑式中的積分回路是包圍正導(dǎo)體的任意閉合路徑。+-zjxzjxzjyzjyeyxHHeaxHajHeyxEHeaxHajE),(sin),(sin0101001010 波導(dǎo)波導(dǎo)：矩形波導(dǎo)的主模：矩形波導(dǎo)的主模TE10模的橫向場可以寫成模的橫向場可以寫成代入代入10sin-+-= =蝌vvj zyjaxUE dlHedyawwmpp電壓取決于位置電壓取決于位置x x與沿與沿y y方向的積分等高線長度。即方向的積分等高線長度。即不存在唯一的或?qū)λ袘?yīng)用都適用的正確電壓。不存在唯一的或?qū)λ袘?yīng)用都適用的正確電壓。- -等效電壓、電流和阻抗需重新定義等效電壓、電流和阻抗需重新定義。E電壓和電流僅對電壓和電流僅對特定波導(dǎo)模式特定波導(dǎo)模式定義，定義定義，定義電壓電壓與其與其橫向電場橫向電場成成正比正比，電流電流與與橫向磁場橫向磁場成正比成正比。等效電壓和電流的共