常用微波元件

6-7微帶功分器

定向耦合器的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，本錢也較高，在單純進(jìn)行功率分配的情況下，用得并不多，通常用功分器來完成。大功率微波功分器采用波導(dǎo)或同軸線結(jié)構(gòu)，中小功率那么采用帶狀線或微帶線結(jié)構(gòu)。右圖是微帶三端口功分器原理圖。信號由1端口(所接傳輸線的特性阻抗為Z0)輸入，分別經(jīng)過特性阻抗為Z02、Z03的兩段微帶線從2和3端口輸出，負(fù)載電阻分別為R2及R3。兩段傳輸線在中心頻率時(shí)電長度均為

=

/2，它們之間沒有耦合。微帶三端口功分器原理圖1精選課件功分器應(yīng)滿足以下條件：2端口與3端口的輸出功率比可為任意指定值；1端口無反射；2端口與3端口的輸出電壓等幅、同相。由于2端口、3端口的輸出功率與輸出電壓的關(guān)系分別為如由條件(1)要求輸出功率比為那么2精選課件按條件(3)，由上式可得假設(shè)取，那么由條件(2)，即1端口無反射，所以要求由Zin2與Zin3并聯(lián)而成的總輸入阻抗等于Z0。由于在中心頻率=/2，Zin2=Z022/R2，Zin3=Z032/R3為純電阻，那么如以輸入電阻表示功率比，那么可解得3精選課件6-8波導(dǎo)匹配雙T一、波導(dǎo)的T形接頭

矩形波導(dǎo)的T形接頭有E-T接頭和H-T接頭兩種，如下圖。其中E-T接頭的分支波導(dǎo)寬面與主波導(dǎo)中TE10模的電場所在平面平行；H-T接頭的分支波導(dǎo)的寬面與主波導(dǎo)中TE10模的磁場所在的平面平行。4精選課件對于波導(dǎo)的T形接頭，我們把主波導(dǎo)的兩臂分別稱為1和2端口，分支臂稱為3端口。分析波導(dǎo)的T形接頭的工作特性，可利用波導(dǎo)中TE10模的電場分布來分析。E-T接頭和H-T接頭中TE10模的電場分布分別如下圖。

5精選課件E-T接頭具有以下特性：(1)當(dāng)信號從3端口輸入時(shí)，那么1和2端口有等幅反相輸出，用散射參量表示那么有：S13=-S23；(2)

由于1和2端口在結(jié)構(gòu)上對稱，故有：S11=S22；(3)

當(dāng)信號由1和2端口等幅同相輸入時(shí)，3端口無輸出，此時(shí)對稱面為電場的波腹點(diǎn)；反過來，當(dāng)信號由1和2端口等幅反相輸入時(shí)，3端口輸出最大，此時(shí)對稱面為電場的波節(jié)點(diǎn)。H-T接頭具有以下特性：(1)

當(dāng)信號從3端口輸入時(shí)，那么1和2端口有等幅同相相輸出，用散射參量表示那么有：S13=S23；(2)

由于1和2端口在結(jié)構(gòu)上對稱，故有：S11=S22；(3)

當(dāng)信號由1和2端口等幅同相輸入時(shí)，3端口輸出最大，此時(shí)，3端口對稱面處為電場波腹點(diǎn)；反之，當(dāng)信號由1和2端口等幅反相輸入時(shí)，3端口無輸出，3端口對稱面處為電場波節(jié)點(diǎn)。6精選課件二、普通雙T和匹配雙T將具有共同對稱面的E-T接頭和H-T接頭組合起來，即構(gòu)成普通雙T接頭，如右圖所示。

雙T接頭可等效為一個(gè)可逆無耗四端口網(wǎng)絡(luò)，其散射參量矩陣為7精選課件對于普通的雙T接頭，由于連接處結(jié)構(gòu)突變，即使雙T各臂均接匹配負(fù)載，接頭處也會產(chǎn)生反射，為了消除反射，通常在接頭處參加匹配元件(如螺釘、膜片或錐體等)，就可以得到匹配的雙T，它具有以下重要性質(zhì)：(1)匹配特性：在理想情況下，它的四個(gè)端口是完全匹配的，只要1和2端口能調(diào)到匹配，3和4端口一定匹配，即S11=S22=S33=S44=0；(2)隔離特性：當(dāng)3和4端口具有隔離特性時(shí)，即S34=S43=0，那么1和2端口也具有隔離特性，即S12=S21=0；(3)平分特性：當(dāng)信號由3端口輸入時(shí)，那么反相等分給1和2端口，即S13=-S23；當(dāng)信號由4端口輸入時(shí)，同相等分給1和2端口，即S14=S24；當(dāng)信號由1端口輸入時(shí)，那么同相等分給3和4端口，即S31=S41；當(dāng)信號由2端口輸入時(shí)，那么反相等分給3和4端口，即S32=-S42。故匹配雙T的散射參量矩陣為8精選課件8-18如下圖E-T分支，其臂2接短路活塞，請問短路活塞與對稱中心平面的距離l為多少時(shí)，臂3的負(fù)載得到最大功率或最小功率？解：l2端口輸出的信號經(jīng)短路器全部反射回來。當(dāng)?shù)诙€(gè)端口的反射信號與1端口的信號同相時(shí)，3端口輸出的信號為差信號；如果反射波與1端口的信號反相時(shí)，3端口輸出為最大。9精選課件又由于短路器的反射系數(shù)為-1，即有p的相位差。當(dāng)l=lg/4時(shí)，波由A點(diǎn)經(jīng)短路器的反射回至A點(diǎn)所走過的路程為2l=lg/2，由路程所提相位差為p，加上短路反射所得相位差p，因此，當(dāng)波回A點(diǎn)時(shí)與1端口的入射波為同相，因此，3端口的輸出為最小功率。lA

當(dāng)l=lg/2時(shí)，波由A點(diǎn)經(jīng)短路器的反射回至A點(diǎn)所走過的路程為2l=lg，由路程所提相位差為2p，加上短路反射所得相位差p，因此，當(dāng)波回A點(diǎn)時(shí)與1端口的入射波為反相，因此，3端口的輸出為最大功率。10精選課件一波導(dǎo)匹配雙T，其③端口為E臂，④端口為H臂，假設(shè)③端口輸入功率為p，那么①端口輸出功率為；假設(shè)①端口理想短路，②端口理想匹配，那么④端口輸出功率為。11精選課件6-9微波濾波器微波濾波器是用來別離不同頻率微波信號的一種器件。微波濾波器按作用分類，可劃分為低通、高通、帶通和帶阻等四種類型的濾波器，如以下圖所示。12精選課件為了描述濾波器的濾波特性，一般常用的是插入衰減隨頻率變化的曲線。插入衰減的定義為式中Pi為濾波器所接信號源的最大輸出功率，PL為濾波器的負(fù)載吸收功率。微波濾波器的主要技術(shù)指標(biāo)有：工作頻帶的中心頻率、帶寬、通帶內(nèi)允許的最大衰減、阻帶內(nèi)允許的最小衰減、阻帶向通帶過渡時(shí)的陡度和通帶內(nèi)群時(shí)延的變化等。13精選課件14精選課件15精選課件16精選課件17精選課件18精選課件19精選課件20精選課件21精選課件一、利用四分之一波長傳輸線并聯(lián)電抗元件的濾波器濾波器的結(jié)構(gòu)是：在一特性阻抗為Z0的傳輸線上，每隔

p/4的距離就并接一個(gè)電抗性元件(它的實(shí)際結(jié)構(gòu)可以是短路支線、膜片或螺釘)，設(shè)其阻抗分別為Z1、Z2、Z3、Z4、Z5和Z6，RL是濾波器所接的負(fù)載。如圖。22精選課件二、利用上下阻抗線構(gòu)成的濾波器以下圖是利用上下阻抗線構(gòu)成的微波濾波器的原理性示意圖及其等效電路。適中