通信工程2010級(jí)大三下微波工程ch4-microwave network theory

1、FoundationsofMicrowaveFeb-MicrowaveNetworkDr.KunXuFoundationsofMicrowaveFeb-MicrowaveNetworkDr.KunXu）SeKeyLabofInformationPhotonicsandOptical(BeijingUniversityts:+86-10-:Microwave Network Microwave Network *roduction（微波網(wǎng)絡(luò)波參量矩陣：Scatter-Matrix S Background Knowledge: MatrixMicrowave+=MicrowaveMicrowav

2、e+=MicrowavePassive Aredesignedusingsectionsofcoaxialline,Passive Aredesignedusingsectionsofcoaxialline,waveguides,and strip lines and microstrip linesCanbeconsideredasone-portormultiportCharacterizedbyVSWR,reflectioncoefficient,andvarious Usage: laboratory, microwave communication, radar ctions, co

3、nnectors, isolators directionalcouplers, combiners erdividers(T-junctions)Microwave-“微波系統(tǒng)、電路”微波頻率下兩種描述參Microwave-“微波系統(tǒng)、電路”微波頻率下兩種描述參(1)端口信號(hào)為電壓、電流（A）參量等來描述用阻抗（Z）、導(dǎo)納（Y）(2)用散射（S）、傳輸（T）微波網(wǎng)絡(luò)電路理論中，電路尺寸很小，（遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)）確定義?？梢杂媒?jīng)典電路理論中的克 電壓、電幾個(gè)需要(1)“數(shù)幾個(gè)需要(1)“數(shù)(2)“分布參數(shù)微波網(wǎng)絡(luò)的電路參微波網(wǎng)絡(luò)的電路參阻抗參量：Z-網(wǎng)絡(luò)的“開路”參量：網(wǎng)絡(luò)的“開路”參量：“自阻抗”

4、和“轉(zhuǎn)移阻抗2#端口開1自阻（輸入阻抗轉(zhuǎn)移（互阻抗“開路”參量等效電壓、電流的歸一化等效電壓、電流的歸一化若Zc采用歸一化值z(mì)c1，為保持傳輸功率不2歸一化阻抗參數(shù)z歸一化阻抗參數(shù)z：用Zc1、歸一化-歸一化阻抗參數(shù)z：用Zc1、歸一化歸一化阻抗參數(shù)z：用Zc1、歸一化-阻抗矩n端口網(wǎng)絡(luò)的“短路”參數(shù)：“自網(wǎng)絡(luò)的“短路”參數(shù)：“自導(dǎo)納”和“轉(zhuǎn)移導(dǎo)納“短路”21Y Z網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)移參量混合參網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)移參量混合參B2#端口cZc1Zc A2#端口ZZc1Zc D ZcABCD Matrix 的用途網(wǎng)絡(luò)ABCD Matrix 的用途網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)II常用二端常用二端口網(wǎng)絡(luò)的ABCD小結(jié)：“電路參量互易網(wǎng)絡(luò)Z小

5、結(jié)：“電路參量互易網(wǎng)絡(luò)Z無損網(wǎng)絡(luò)Zij、微波網(wǎng)絡(luò)Theincidentwave and reflected 微波網(wǎng)絡(luò)Theincidentwave and reflected Ae BeEtABab“場(chǎng)強(qiáng)復(fù)振幅歸一化值定義er1st對(duì)比P 1 1 “場(chǎng)強(qiáng)復(fù)振幅歸一化值定義er1st對(duì)比P 1 1 uu u a22ii a22散射參量歸一化散射矩陣b1 S散射參量歸一化散射矩陣b1 S11a1 S12b2 S21a1 S222#端口1#端口 物理含義：1或2端口匹配情況下的“反射系數(shù)”、“傳輸（衰減）系數(shù)S參數(shù)b1 S參數(shù)b1 S11a1 S12b2 S21a1 S22思考題1：用S參數(shù)定義如下

6、參數(shù)思考題1：用S參數(shù)定義如下參數(shù)WhentheportsarematchedAttenuation Loss“ 衰減損耗Reflection Loss“ 反射損耗3.Loss “傳輸損耗4.Loss“回波損耗5.Insertion損耗Mismatch1. Attenuation Loss“衰減損耗2.Mismatch1. Attenuation Loss“衰減損耗2. Reflection Loss“反射損耗3.Loss “傳輸損耗4. Return Loss“回波損耗5.Insertion損耗傳輸參量(2端口傳輸矩2#傳輸參量(2端口傳輸矩2# 端口2匹配情況下,12的“傳輸系數(shù)”的倒網(wǎng)絡(luò)

7、參量之間的互網(wǎng)絡(luò)參量之間的互Properties of S-uProperties of S-uai s z E1z E 1端口匹配情況下的 2互易網(wǎng)絡(luò)條件下的“ZerodiagonalProperties of S- 3無損網(wǎng)絡(luò)下S SS S1SS*S22SSProperties of S- 3無損網(wǎng)絡(luò)下S SS S1SS*S22SS22SS對(duì)于二端口網(wǎng)絡(luò)：S*S*S* SProperties of S- 4Properties of S- 4. 參考面的相移(Phase Shift) l1、的散射矩陣1端口外為理想無損耗傳輸線Properties of S-Properties of S-

8、Properties of S-Properties of S-思考題2: n思考題2: n The Vector yzer-0.05GHztoThe Vector yzer-0.05GHztoHP8510BThe Vector yzer-AtwoThe Vector yzer-Atwo(orfour)channelmicrowavereceiverdesignedsthemagnitudeandphaseofthetransmittedreflectedwavesfromthe思考3：基思考3：基本電路單元的網(wǎng)絡(luò)參量矩陣?例題：某二端口網(wǎng)絡(luò)，接有例題：某二端口網(wǎng)絡(luò)，接有負(fù)載Solution (1)S參數(shù)的概念輸入端口反射系數(shù)的概念網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)、并網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)、并聯(lián)與級(jí)聯(lián)Why-1Why-1Why-2Why-2網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)、并聯(lián)與級(jí)聯(lián)2并聯(lián)(ParallelConnection“Y”網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)、并網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)、并聯(lián)與級(jí)聯(lián)3級(jí)聯(lián)(Cascaded“ABCD”A A1A2“復(fù)雜”“復(fù)雜”例題：求例題：求下圖橋T電路的導(dǎo)納法一：按照定義，求法一：按照定義，求矩法二：矩陣運(yùn)算法二：矩陣運(yùn)算法二：矩陣運(yùn)算法二：矩陣運(yùn)算:86 -10Office:86 -10Office Place: 科研樓-nk