大三下-微波第六章

第六章微波無源電6.1微波諧振隨著頻率的升高，特別是微波頻段，普通的LC集數諧振回路 絡理論進行分析，主要是必須基于場邊值問題獲得適當的等諧振回路的基本特W(t0

1CU2

1LI2品質因數與諧振頻W諧振回路的品質因 定義W

式中，W為諧振時總的儲能；為諧振時振回路的損耗功率；為諧振時的角頻率品質因數對諧振曲線的影響用通頻帶來示ff0越高，帶寬越窄，回路的選擇性越有載品質因W阻上的功率計為，則：W e稱為外觀品質因數。在有外電路耦合情下，諧振回路的品質因數定義為有載品Q因QL

微波諧振器基本參l一、諧振頻率(諧l（1）相位2l

2

2

(p1,由此，對于TEM波

2 其中，和分別為諧振波長和諧振頻率g

ff2frC電納AC以電容加載同軸諧振腔為2fC1ctg2frl 數 （4）場解

fr1 1

Kiv

v

二、微波諧振器的品質因（1）固有品質因

2設WT=PT,

Q

r2

P1

22 ds122

2

22V22

dv 2V2

sS

s S H2 02 2 02

Q0H SV/S越大，越小，越高；反之越（2）有載品質因

W L

PL L定義耦合系數k6.14微波諧振器實zrl zrl ，其中m和n意義與圓波導模式相同，而p則表示）場量變化的半駐波個數1）電磁場分量表達0Hz0

H

(KC

cosmesin

H

(KC

cosmesin0mm再利用z方向兩個端面的邊界條件Hz0mm則

z0，， H

(Kr)cosmsinpz

(pl l

sin 各個場分量的具體表達式為E

EJ

cos K

sin E

sin K

rK

cos jKjKcr

Hr

E0JmKcr cos

cos

H E0JmKcr E E0E

mKcr

sinecosmesinz

p

p2可以得到K

K2

mn

R

為m階第一類貝塞爾函數的第n個根2）諧振頻 mn mn 2p2 Rlfr

Kv mn mn 2p2Rl

2

pR23rmn0Q0

mn

pmR2

2R242p222

1 l3 l3

l l具體而言，對于模，fr r

mnmnpR mnpR pR21r rmn

Q0

21

sR l矩形波導諧振模和模諧振頻率和諧振波長的計算11 m2 n2 p2a b l frvfrvfr

m2 nm2 n2 p2 ablK的固有品質因數為2 dv2

abl

a2l0 V 02H ds2S

l3)

al(a

l2同軸線諧振散、工作范圍寬（其頻寬比可達3:1）。腔相比較低。同軸線諧振腔主要應用于米波、分米波二分之一波長型同軸諧振 sin(l1l2B1B2

tanl2

)cos(l2r

(p llnb 1

blab4lna 四分之一波長型同軸諧振

(p 2p1 llnb 1

blab2lna 電容加載型同軸線諧振 0C

2 a2C d

d平面微帶諧振結1）矩形微帶諧振器1）圓盤微帶諧振器3）圓環(huán)微帶諧振6.2微波定向耦合6.2.1微波定向耦合器的指標參 參數兩大類。定向耦合器的技術指標包括工作頻帶、損耗、耦合度、方向性度等）工作頻帶：定向耦合器的功能實現主要依靠波程相位的關系， 損耗：主路輸出端和主路輸入端的功率比值，包括耦合耗和導體介質的熱損耗（）耦合度：描述耦合輸出端口與主路輸入端口的比例關系，通常d3d耦合器是功率等分輸出。 損 T(dB)=-10lg

10

22耦合

10 I(dB)=-10lgP4方向 D(dB)=-10lg

1010

1221

10

I(dB) 定向耦合器常用于微波測量中的反射計，這是微波網絡分析儀的基礎；也可用于功率監(jiān)視，天線性能的監(jiān)視，構成微波電路系統(tǒng)等。(2)分支線定向耦合 (3)環(huán)形橋定向耦合6.3功率分配6.3.1微波功率分配器的指標參（1）頻率范圍（2）承受功率dAd

out

度。支路端口間 度是功率分配的另一個重要指標。在主路和其它支路都接匹，ij的

10

injoutj（）駐波比。每個端口的電壓駐波比越小越好功率分配器可分為等分型（ ）和比例型 ）兩種6.3.2微帶線上的T形分不等功率輸出的微帶功率分配 現各端口的匹配和。所以引入有耗電阻R。 電阻R。假定兩分支線的負載分別為R2和R3，其對應的電壓和功率分別為U2、U3和P2、P3。根據對功分器 U U要求

PkP

k2

，在正常 作時 電阻R上無電流流過，即所以有Rk2 由于分支線 ，故在端口1處的輸入阻抗Z2

C2R2??Z C3 R3為使端口1無反射，則兩分支在端口1處的入阻抗等于引出線的Zc1，即

Z

Z k(1k2)

C C可以得

CZC

1k k

1kR 波導E-T和H-T分(1E面分(2)H面分臂有“和”輸出，如圖(c)所示。(d)所示。雙T分支及魔雙T分支是由E-T和H-T接頭組合而成的波由3臂輸入時，1、2臂有等幅同相的出

（H-T接頭的特性②波由4臂輸入時，1、2兩臂有等幅反相的S14

（E-T接頭的特性③波由1、2兩臂等幅同相輸入時，3臂有“S34

（3、4臂相 ④波由1、2兩臂等幅反相輸入時，4臂有“S43

（3、4臂相 6.4微波濾波6.4.1濾波器的指標和基本特一、濾波器的指有兩種定義方式：①3dB帶寬、②插損帶寬。 損耗（3）帶內紋波（4）帶外抑制（5）承受功率 相移和時延頻率特性LA

三、濾波器的低通原集 數低通濾波器（簡稱低通原型）是設計濾波器的基礎。各種低通、高通、帶通、是們到理想的頻率響應，只能用特定的數學函數來學為（erth）、等波紋型用切比雪夫（ehv）、陡峭型（llitic（Gaian四、濾波器的設計方，可以得到滿意的結果6.4.2常見的濾波器形一、低通濾波