第4-2章功率分配元件課件

§4.2功率分配元件 在微波系統(tǒng)中，需將功率進(jìn)行分路或合成，--即功率分配問(wèn)題，其元件稱為功率分配器/合成器。 主要有：定向耦合器、功率分配器、微波分支器件?！?.2功率分配元件 在微波系統(tǒng)中，需將功率進(jìn)行分路或合11、定向耦合器定向耦合器是一種具有定向傳輸特性的四端口元件①端口是輸入端口；

②端口是直通輸出端口；

③端口是耦合輸出端口；

④端口是隔離端口。四端口網(wǎng)絡(luò)可以同時(shí)具備互易、無(wú)耗、完全匹配1、定向耦合器定向耦合器是一種具有定向傳輸特性的四端口元件①2性質(zhì)1無(wú)耗互易四端口網(wǎng)絡(luò)可以完全匹配，且為一理想定向耦合器。（可由互易、幺正性證明。）一個(gè)可逆無(wú)耗四端口網(wǎng)絡(luò)，各個(gè)端口完全匹配，有一個(gè)端口同輸入端口完全隔離，輸入功率在其余兩個(gè)端口上分配輸出，這種網(wǎng)絡(luò)稱為理想定向耦合器。四端口網(wǎng)絡(luò)的特性性質(zhì)1無(wú)耗互易四端口網(wǎng)絡(luò)可以完全匹配，且為一理想定向耦合器3性質(zhì)2有理想定向性的無(wú)耗互易四端口網(wǎng)絡(luò)不一定四個(gè)端口均匹配，即是說(shuō)四個(gè)端口匹配是定向耦合器的充分條件，而不是必要條件。性質(zhì)2有理想定向性的無(wú)耗互易四端口網(wǎng)絡(luò)不一定四個(gè)端口均匹配4性質(zhì)3有兩個(gè)端口匹配且相隔離的無(wú)耗互易四端口電路必然為一理想定向耦合器，且其余兩個(gè)端口亦匹配并相互隔離。（可由其幺正性得到證明）性質(zhì)3有兩個(gè)端口匹配且相隔離的無(wú)耗互易四端口電路必然為一51）定向耦合器的性能指標(biāo)隔離度(表明輸入端口與隔離端口之間的關(guān)系)：定向性(表明耦合線上耦合端口與隔離端口之間的關(guān)系):耦合度(表明輸入與耦合之間的關(guān)系):此三參數(shù)有如下關(guān)系：1）定向耦合器的性能指標(biāo)隔離度(表明輸入端口與隔離端口之間的6工作帶寬：指定向耦合器的C、I、D、r等參數(shù)均滿足要求時(shí)的工作頻率范圍。輸入駐波比(端口②③④均接匹配負(fù)載時(shí)輸入端口①的駐波比定義為輸入駐波比):理想的定向耦合器：具有無(wú)限大的定向性和隔離度（S14=0），S31和S32則可根據(jù)給定的耦合度C求得。工作帶寬：指定向耦合器的C、I、D、r等參數(shù)均滿足要求時(shí)的7公共寬臂（或窄臂）上相距的雙孔耦合器。如圖。2）波導(dǎo)雙孔定向耦合器.設(shè)電磁波由端口①輸入，大部分波向端口②傳輸，一部分波通過(guò)兩個(gè)孔耦合到副波導(dǎo)中。由于兩孔相距，結(jié)果在端口③方向的波相位同相而增強(qiáng)，在端口④方向則因相位反相而相互抵消。注意：在端口④方向波的抵消是與頻率有關(guān)的，故其定向性是頻率的敏感函數(shù)；而耦合度則受頻率的影響較小。公共寬臂（或窄臂）上相距的雙孔耦合器。如圖。28式中為第一個(gè)小孔的。對(duì)于雙孔尺寸一樣，則

(dB)定向性則為

(dB)因此在多孔耦合器的綜合設(shè)計(jì)中總是選擇定向性的響應(yīng)作為綜合設(shè)計(jì)用的頻率響應(yīng)。式中為第一個(gè)小孔的。對(duì)于雙孔尺寸一樣，則9雙分支定向耦合器是由主線、副線和兩條分支線組成。3)雙分支定向耦合器其特性是當(dāng)所有端口匹配時(shí)，由端口①輸入的功率：直通臂②：一路經(jīng)lg/4、另一路經(jīng)3lg/4（不幅度反相）在②口相減輸出,輸出相位比①口輸入的相位滯后p/2,耦合臂③：一路經(jīng)2lg/4、另一路經(jīng)2lg/4（等幅同相）在③口輸出，輸出相位比①口輸入的相位滯后p,隔離口④：一路經(jīng)lg/4、另一路經(jīng)3lg/4（等幅反相）在④口輸出，④無(wú)輸出。微帶雙分支定向耦合器雙分支定向耦合器是由主線、副線和兩條分支線組成。3)雙分支定10正交混合電橋一種直通臂②和耦合臂③輸出功率平分并有90°相位差的3dB定向耦合器。S參數(shù)為：分支耦合線具有結(jié)構(gòu)對(duì)稱性，其任一端口都可作輸入端口，兩輸出端口總是在與輸入端口相反的一邊。由端口①輸入的功率：端口①匹配無(wú)反射；直通臂②輸出功率為一半，相位滯后p/2；耦合臂③輸出功率為一半，相位滯后p；隔離口④無(wú)輸出。正交混合電橋一種直通臂②和耦合臂③輸出功率平分并有90°相位112.功率分配器常用的E-T、H-T、對(duì)稱Y分支、電阻性功率分配器、威爾金森功率分配器等等。需用要將功率分幾路傳送到不同的負(fù)載中，或?qū)茁饭β屎铣蔀橐宦饭β?，以獲得更大的功率。基本要求：損耗小駐波比小頻帶寬2.功率分配器常用的E-T、H-T、對(duì)稱Y分支、電阻性功率分12三端口網(wǎng)絡(luò)的特性許多功率分配元件均為三端口元器件(一個(gè)端口輸入、二個(gè)端口輸出)。三端口網(wǎng)絡(luò)中，不可能同時(shí)實(shí)現(xiàn)互易、無(wú)耗和完全匹配。三端口網(wǎng)絡(luò)的特性許多功率分配元件均為三端口元器件(一個(gè)端口13無(wú)耗互易三端口網(wǎng)絡(luò)不可能完全匹配，即是說(shuō)三個(gè)端口不可能同時(shí)都匹配。性質(zhì)1證明：假設(shè)三端口都匹配，則有Sii=0（i=1,2,3）則散射矩陣為：又由網(wǎng)絡(luò)互易可知：Sij=Sji，即有S12=S21、S13=S31、S23=S32，無(wú)耗互易三端口網(wǎng)絡(luò)不可能完全匹配，即是說(shuō)三個(gè)端口不可能同時(shí)都14由相位關(guān)系，則S12、S13、S23中必有兩個(gè)同時(shí)為零，但由振幅關(guān)系，此結(jié)果不成立。

振幅關(guān)系

相位關(guān)系∴不可能做到無(wú)耗、互易和完全匹配。由相位關(guān)系，則S12、S13、S23中必有兩個(gè)同時(shí)為零，但由15任意完全匹配的無(wú)耗三端口網(wǎng)絡(luò)必定非互易，且為一理想環(huán)行器。性質(zhì)2證明：匹配三端口網(wǎng)絡(luò)的S矩陣為：∵網(wǎng)絡(luò)無(wú)耗，S具有幺正性：任意完全匹配的無(wú)耗三端口網(wǎng)絡(luò)必定非互易，且為一理想環(huán)行器。性16滿足上述方程的解為：即，故器件為非互易。則有滿足上述方程的解為：即，故器件為17和相應(yīng)的兩個(gè)S矩陣為理想環(huán)行器和相應(yīng)的兩個(gè)S矩陣為理想環(huán)行器18源天線接收機(jī)作為雙工器源天線接收機(jī)作為雙工器19性質(zhì)3無(wú)耗互易三端口網(wǎng)絡(luò)的任意兩個(gè)端口可以實(shí)現(xiàn)匹配。由幺正性可得：證明：假定互易網(wǎng)絡(luò)的端口1和端口2為匹配端口則性質(zhì)3無(wú)耗互易三端口網(wǎng)絡(luò)的任意兩個(gè)端口可以實(shí)現(xiàn)匹配。由幺正性20性質(zhì)4若三端口網(wǎng)絡(luò)允許有耗，則網(wǎng)絡(luò)可以是互易的和完全匹配的，且有耗的三端口網(wǎng)絡(luò)可做到其輸出端口的隔離。1.匹配2.互易3.輸出端口的隔離性質(zhì)4若三端口網(wǎng)絡(luò)允許有耗，則網(wǎng)絡(luò)可以是互易的和完全匹配的，211）兩路微帶功率分配器威爾金森功率分配器是一種有耗三端口完全匹配的網(wǎng)絡(luò)。它可實(shí)現(xiàn)任意的功率分配比，且輸出端口之間可實(shí)現(xiàn)隔離?？捎梦Ь€來(lái)實(shí)現(xiàn)。1）兩路微帶功率分配器威爾金森功率分配器是一種有耗三端口完全22二等分功分器的基本要求：端口①、②、③無(wú)反射；端口②、③輸出功率相等且同相；Zin3Zin2則有對(duì)于二等分功分器，如圖。則l/4阻抗變換器的特性阻抗應(yīng)為為使②、③端口匹配，需加隔離電阻。隔離電阻的作用為：利用有耗條件滿足完全匹配、互易的實(shí)現(xiàn)。二等分功分器的基本要求：端口①、②、③無(wú)反射；Zin3Zin232)微帶環(huán)形電橋1.5λ混合環(huán)路的帶寬受環(huán)形長(zhǎng)度的限制，約為20--30%，增加帶寬的辦法是采用對(duì)稱的1λ混合環(huán)?；旌檄h(huán)各支路特性阻抗為Z0，根據(jù)λ/4變換性可知，環(huán)行線的特性阻抗應(yīng)為。2)微帶環(huán)形電橋1.5λ混合環(huán)路的帶寬受環(huán)形長(zhǎng)度的限制，約24當(dāng)用作功率合成器時(shí)，輸入信號(hào)分別加于端口②和③，則在端口①輸出和信號(hào)（和端口），在端口④輸出差信號(hào)（差端口）。信號(hào)由端口①輸入時(shí)，端口②和③為等幅同相輸出，端口④無(wú)輸出（隔離端口）；若信號(hào)由端口④輸入，則由端口②和③等幅反相輸出，端口①無(wú)輸出。當(dāng)用作功率合成器時(shí)，輸入信號(hào)分別加于端口②和③，則在端口①輸25E-T接頭當(dāng)波導(dǎo)中只有主模TE10模傳輸，E-T接頭（E面T形接頭）的特性：(a)當(dāng)信號(hào)由①口輸入時(shí)，②和③口都有輸出；E3）E-T接頭：分支波導(dǎo)的寬邊與TE10模電場(chǎng)所在平面平行者稱為E-TE-T接頭當(dāng)波導(dǎo)中只有主模TE10模傳輸，E-T接頭（E面T26(b)當(dāng)信號(hào)由②口入時(shí)，①和③口都有輸出；(c)當(dāng)信號(hào)由③口入時(shí)，①和②口都有輸出且幅度相同相位相反。(b)當(dāng)信號(hào)由②口入時(shí)，①和③口都有輸出；(c)當(dāng)信號(hào)由③口27(d)信號(hào)由①和②口同相輸入時(shí)，在③口的對(duì)稱面上，電場(chǎng)為反相相減，端口③的輸出最?。蝗簪俸廷诳谛盘?hào)等幅，則③口的輸出為零。(e)當(dāng)信號(hào)由①和②端口等幅反相輸入時(shí)，在端口③的對(duì)稱面上，電場(chǎng)為同相相加，端口③的輸出最大。(d)信號(hào)由①和②口同相輸入時(shí)，在③口的對(duì)稱面上，電場(chǎng)為反相28分路器：可得到大小相等，方向相反的電場(chǎng)合路器：對(duì)輸入幅度相等、方向相反的電場(chǎng)進(jìn)行合成分路器：可得到大小相等，方向相反的電場(chǎng)合路器：對(duì)輸入幅度相等29端口③為輸入端，為匹配狀態(tài)(S33=0)，由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱，端口①和②的駐波相等（S11=S22），則E-T接頭的S矩陣為：由上述E-T的特性有；即輸出等幅反相。由無(wú)耗網(wǎng)絡(luò)S矩陣的幺正性：E—T的[S]矩陣無(wú)耗T形接頭不能做到完全匹配端口③為輸入端，為匹配狀態(tài)(S33=0)，由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱，端口30又由及振幅條件1-2，可得由和振幅條件3可得：另由相位條件2，得：端口③輸入時(shí)，E-T的S矩陣為又由及振幅條件1-2，可得由31故一般情況下但由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱一般情況下，E-T的三個(gè)端口不匹配，同時(shí)由端口③輸入時(shí)，端口①和②的輸出場(chǎng)的方向相反，故故一般情況下但由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱一般情況下，E-T的三個(gè)端口不匹32例：已知E-T，當(dāng)由③的輸入功率為25W時(shí)，①和②兩端口的輸出功率為多少？如由①口入，則由②和③口的輸出功率為多少？解：

Pin=25Wa)由端口③的輸入功率為：由端口①和②的輸出功率分別為：例：已知E-T，當(dāng)由③的輸入功率為25W時(shí)，①和②兩端口的輸33∴

由E-T的散射矩陣可知：∴由E-T的散射矩陣可知：34b)b)354)H-T接頭主要特性：當(dāng)信號(hào)由③口入時(shí)，①和②口都有等幅同相輸出可用作功率分配器或功率合成器。H-T接頭端口③匹配時(shí)，①和②口并不匹配，駐波比等于3。其公式與E-T類似（式中）。4)H-T接頭主要特性：當(dāng)信號(hào)由③口入時(shí)，①和②口都有等36返回5）匹配雙T（波導(dǎo)魔T）波導(dǎo)魔T是匹配雙T，由雙T波導(dǎo)接頭處加入匹配元件（螺釘、膜片或小錐體）構(gòu)成。返回5）匹配雙T（波導(dǎo)魔T）波導(dǎo)魔T是匹配雙T，由雙T波導(dǎo)接37四個(gè)端口完全匹配；不僅E臂和H臂相互隔離，而且兩側(cè)臂也相互隔離；進(jìn)入一側(cè)臂的信號(hào)，將由E臂和H臂等分輸出，而不進(jìn)入另一臂；魔T具有如下特性：E臂H臂四個(gè)端口完全匹配；不僅E臂和H臂相互隔離，而且兩側(cè)臂也相38進(jìn)入E臂的信號(hào)，將由兩側(cè)臂等幅反相輸出，而不進(jìn)入H臂；若兩臂同時(shí)加入信號(hào)，E臂輸出的信號(hào)等于兩輸入信號(hào)相量差的倍；H臂輸出的信號(hào)等于兩輸入信號(hào)相量和的倍。進(jìn)入H臂的信號(hào)，將由兩側(cè)臂等幅同相輸出，而不進(jìn)入E臂；故E臂稱為差臂；H臂稱為和臂。進(jìn)入E臂的信號(hào)，將由兩側(cè)臂等幅反相輸出，而不進(jìn)入H臂；若兩臂39魔T在微波技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用，可用來(lái)組成微波阻抗電橋、平衡混頻器、功率分配器、和差器、相移器、天線雙工器、平衡相位檢波器、鑒頻器、調(diào)制器等。波導(dǎo)魔T的S矩陣：魔T在微波技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用，可用來(lái)組成微波阻抗電橋、平衡40例：如圖所示E-T分支，其臂2接短路活塞，請(qǐng)問(wèn)短路活塞與對(duì)稱中心平面的距離l為多少時(shí)，臂3的負(fù)載得到最大功率或得不到功率？解：l

2端口輸出的信號(hào)經(jīng)短路器全部反射回來(lái)。與1端口的信號(hào)同相時(shí)，3端口輸出的信號(hào)為差信號(hào)；

與1端口反相時(shí)，3端口輸出為最大。例：如圖所示E-T分支，其臂2接短路活塞，請(qǐng)問(wèn)短路活塞與對(duì)稱41又由于短路器的反射系數(shù)為-1，即有p的相位差。反射波回至A點(diǎn)所走過(guò)的路程為2l，由路程所致相位差為2βl，因此，當(dāng)波回A點(diǎn)時(shí)與1端口的入射波的相位差為π+2βlA當(dāng)l=lg/4時(shí)，2l=lg/2，路程所致相位差為p，π+2βl＝2p，同相，3端口輸出最小功率。l當(dāng)l=lg/2時(shí)，2l=lg，路程所致相位差為2p，加上短路反射所得相位差p，反相，3端口的輸出為最大功率。又由于短路器的反射系數(shù)為-1，即有p的相位差。A當(dāng)l=lg/42S參數(shù)的特性該端口為匹配，無(wú)反射由j端口輸入，端口i全部輸出；全部傳輸該端口全反射對(duì)于無(wú)耗網(wǎng)絡(luò)由j端口輸入，端口i無(wú)輸出；即j端口到i端口無(wú)傳輸，即j端口到i端口隔離S參數(shù)的特性該端口為匹配，無(wú)反射由j端口輸入，端口i全部輸出43§4.2功率分配元件 在微波系統(tǒng)中，需將功率進(jìn)行分路或合成，--即功率分配問(wèn)題，其元件稱為功率分配器/合成器。 主要有：定向耦合器、功率分配器、微波分支器件?！?.2功率分配元件 在微波系統(tǒng)中，需將功率進(jìn)行分路或合441、定向耦合器定向耦合器是一種具有定向傳輸特性的四端口元件①端口是輸入端口；

②端口是直通輸出端口；

③端口是耦合輸出端口；

④端口是隔離端口。四端口網(wǎng)絡(luò)可以同時(shí)具備互易、無(wú)耗、完全匹配1、定向耦合器定向耦合器是一種具有定向傳輸特性的四端口元件①45性質(zhì)1無(wú)耗互易四端口網(wǎng)絡(luò)可以完全匹配，且為一理想定向耦合器。（可由互易、幺正性證明。）一個(gè)可逆無(wú)耗四端口網(wǎng)絡(luò)，各個(gè)端口完全匹配，有一個(gè)端口同輸入端口完全隔離，輸入功率在其余兩個(gè)端口上分配輸出，這種網(wǎng)絡(luò)稱為理想定向耦合器。四端口網(wǎng)絡(luò)的特性性質(zhì)1無(wú)耗互易四端口網(wǎng)絡(luò)可以完全匹配，且為一理想定向耦合器46性質(zhì)2有理想定向性的無(wú)耗互易四端口網(wǎng)絡(luò)不一定四個(gè)端口均匹配，即是說(shuō)四個(gè)端口匹配是定向耦合器的充分條件，而不是必要條件。性質(zhì)2有理想定向性的無(wú)耗互易四端口網(wǎng)絡(luò)不一定四個(gè)端口均匹配47性質(zhì)3有兩個(gè)端口匹配且相隔離的無(wú)耗互易四端口電路必然為一理想定向耦合器，且其余兩個(gè)端口亦匹配并相互隔離。（可由其幺正性得到證明）性質(zhì)3有兩個(gè)端口匹配且相隔離的無(wú)耗互易四端口電路必然為一481）定向耦合器的性能指標(biāo)隔離度(表明輸入端口與隔離端口之間的關(guān)系)：定向性(表明耦合線上耦合端口與隔離端口之間的關(guān)系):耦合度(表明輸入與耦合之間的關(guān)系):此三參數(shù)有如下關(guān)系：1）定向耦合器的性能指標(biāo)隔離度(表明輸入端口與隔離端口之間的49工作帶寬：指定向耦合器的C、I、D、r等參數(shù)均滿足要求時(shí)的工作頻率范圍。輸入駐波比(端口②③④均接匹配負(fù)載時(shí)輸入端口①的駐波比定義為輸入駐波比):理想的定向耦合器：具有無(wú)限大的定向性和隔離度（S14=0），S31和S32則可根據(jù)給定的耦合度C求得。工作帶寬：指定向耦合器的C、I、D、r等參數(shù)均滿足要求時(shí)的50公共寬臂（或窄臂）上相距的雙孔耦合器。如圖。2）波導(dǎo)雙孔定向耦合器.設(shè)電磁波由端口①輸入，大部分波向端口②傳輸，一部分波通過(guò)兩個(gè)孔耦合到副波導(dǎo)中。由于兩孔相距，結(jié)果在端口③方向的波相位同相而增強(qiáng)，在端口④方向則因相位反相而相互抵消。注意：在端口④方向波的抵消是與頻率有關(guān)的，故其定向性是頻率的敏感函數(shù)；而耦合度則受頻率的影響較小。公共寬臂（或窄臂）上相距的雙孔耦合器。如圖。251式中為第一個(gè)小孔的。對(duì)于雙孔尺寸一樣，則

(dB)定向性則為

(dB)因此在多孔耦合器的綜合設(shè)計(jì)中總是選擇定向性的響應(yīng)作為綜合設(shè)計(jì)用的頻率響應(yīng)。式中為第一個(gè)小孔的。對(duì)于雙孔尺寸一樣，則52雙分支定向耦合器是由主線、副線和兩條分支線組成。3)雙分支定向耦合器其特性是當(dāng)所有端口匹配時(shí)，由端口①輸入的功率：直通臂②：一路經(jīng)lg/4、另一路經(jīng)3lg/4（不幅度反相）在②口相減輸出,輸出相位比①口輸入的相位滯后p/2,耦合臂③：一路經(jīng)2lg/4、另一路經(jīng)2lg/4（等幅同相）在③口輸出，輸出相位比①口輸入的相位滯后p,隔離口④：一路經(jīng)lg/4、另一路經(jīng)3lg/4（等幅反相）在④口輸出，④無(wú)輸出。微帶雙分支定向耦合器雙分支定向耦合器是由主線、副線和兩條分支線組成。3)雙分支定53正交混合電橋一種直通臂②和耦合臂③輸出功率平分并有90°相位差的3dB定向耦合器。S參數(shù)為：分支耦合線具有結(jié)構(gòu)對(duì)稱性，其任一端口都可作輸入端口，兩輸出端口總是在與輸入端口相反的一邊。由端口①輸入的功率：端口①匹配無(wú)反射；直通臂②輸出功率為一半，相位滯后p/2；耦合臂③輸出功率為一半，相位滯后p；隔離口④無(wú)輸出。正交混合電橋一種直通臂②和耦合臂③輸出功率平分并有90°相位542.功率分配器常用的E-T、H-T、對(duì)稱Y分支、電阻性功率分配器、威爾金森功率分配器等等。需用要將功率分幾路傳送到不同的負(fù)載中，或?qū)茁饭β屎铣蔀橐宦饭β?，以獲得更大的功率?；疽螅簱p耗小駐波比小頻帶寬2.功率分配器常用的E-T、H-T、對(duì)稱Y分支、電阻性功率分55三端口網(wǎng)絡(luò)的特性許多功率分配元件均為三端口元器件(一個(gè)端口輸入、二個(gè)端口輸出)。三端口網(wǎng)絡(luò)中，不可能同時(shí)實(shí)現(xiàn)互易、無(wú)耗和完全匹配。三端口網(wǎng)絡(luò)的特性許多功率分配元件均為三端口元器件(一個(gè)端口56無(wú)耗互易三端口網(wǎng)絡(luò)不可能完全匹配，即是說(shuō)三個(gè)端口不可能同時(shí)都匹配。性質(zhì)1證明：假設(shè)三端口都匹配，則有Sii=0（i=1,2,3）則散射矩陣為：又由網(wǎng)絡(luò)互易可知：Sij=Sji，即有S12=S21、S13=S31、S23=S32，無(wú)耗互易三端口網(wǎng)絡(luò)不可能完全匹配，即是說(shuō)三個(gè)端口不可能同時(shí)都57由相位關(guān)系，則S12、S13、S23中必有兩個(gè)同時(shí)為零，但由振幅關(guān)系，此結(jié)果不成立。

振幅關(guān)系

相位關(guān)系∴不可能做到無(wú)耗、互易和完全匹配。由相位關(guān)系，則S12、S13、S23中必有兩個(gè)同時(shí)為零，但由58任意完全匹配的無(wú)耗三端口網(wǎng)絡(luò)必定非互易，且為一理想環(huán)行器。性質(zhì)2證明：匹配三端口網(wǎng)絡(luò)的S矩陣為：∵網(wǎng)絡(luò)無(wú)耗，S具有幺正性：任意完全匹配的無(wú)耗三端口網(wǎng)絡(luò)必定非互易，且為一理想環(huán)行器。性59滿足上述方程的解為：即，故器件為非互易。則有滿足上述方程的解為：即，故器件為60和相應(yīng)的兩個(gè)S矩陣為理想環(huán)行器和相應(yīng)的兩個(gè)S矩陣為理想環(huán)行器61源天線接收機(jī)作為雙工器源天線接收機(jī)作為雙工器62性質(zhì)3無(wú)耗互易三端口網(wǎng)絡(luò)的任意兩個(gè)端口可以實(shí)現(xiàn)匹配。由幺正性可得：證明：假定互易網(wǎng)絡(luò)的端口1和端口2為匹配端口則性質(zhì)3無(wú)耗互易三端口網(wǎng)絡(luò)的任意兩個(gè)端口可以實(shí)現(xiàn)匹配。由幺正性63性質(zhì)4若三端口網(wǎng)絡(luò)允許有耗，則網(wǎng)絡(luò)可以是互易的和完全匹配的，且有耗的三端口網(wǎng)絡(luò)可做到其輸出端口的隔離。1.匹配2.互易3.輸出端口的隔離性質(zhì)4若三端口網(wǎng)絡(luò)允許有耗，則網(wǎng)絡(luò)可以是互易的和完全匹配的，641）兩路微帶功率分配器威爾金森功率分配器是一種有耗三端口完全匹配的網(wǎng)絡(luò)。它可實(shí)現(xiàn)任意的功率分配比，且輸出端口之間可實(shí)現(xiàn)隔離?？捎梦Ь€來(lái)實(shí)現(xiàn)。1）兩路微帶功率分配器威爾金森功率分配器是一種有耗三端口完全65二等分功分器的基本要求：端口①、②、③無(wú)反射；端口②、③輸出功率相等且同相；Zin3Zin2則有對(duì)于二等分功分器，如圖。則l/4阻抗變換器的特性阻抗應(yīng)為為使②、③端口匹配，需加隔離電阻。隔離電阻的作用為：利用有耗條件滿足完全匹配、互易的實(shí)現(xiàn)。二等分功分器的基本要求：端口①、②、③無(wú)反射；Zin3Zin662)微帶環(huán)形電橋1.5λ混合環(huán)路的帶寬受環(huán)形長(zhǎng)度的限制，約為20--30%，增加帶寬的辦法是采用對(duì)稱的1λ混合環(huán)。混合環(huán)各支路特性阻抗為Z0，根據(jù)λ/4變換性可知，環(huán)行線的特性阻抗應(yīng)為。2)微帶環(huán)形電橋1.5λ混合環(huán)路的帶寬受環(huán)形長(zhǎng)度的限制，約67當(dāng)用作功率合成器時(shí)，輸入信號(hào)分別加于端口②和③，則在端口①輸出和信號(hào)（和端口），在端口④輸出差信號(hào)（差端口）。信號(hào)由端口①輸入時(shí)，端口②和③為等幅同相輸出，端口④無(wú)輸出（隔離端口）；若信號(hào)由端口④輸入，則由端口②和③等幅反相輸出，端口①無(wú)輸出。當(dāng)用作功率合成器時(shí)，輸入信號(hào)分別加于端口②和③，則在端口①輸68E-T接頭當(dāng)波導(dǎo)中只有主模TE10模傳輸，E-T接頭（E面T形接頭）的特性：(a)當(dāng)信號(hào)由①口輸入時(shí)，②和③口都有輸出；E3）E-T接頭：分支波導(dǎo)的寬邊與TE10模電場(chǎng)所在平面平行者稱為E-TE-T接頭當(dāng)波導(dǎo)中只有主模TE10模傳輸，E-T接頭（E面T69(b)當(dāng)信號(hào)由②口入時(shí)，①和③口都有輸出；(c)當(dāng)信號(hào)由③口入時(shí)，①和②口都有輸出且幅度相同相位相反。(b)當(dāng)信號(hào)由②口入時(shí)，①和③口都有輸出；(c)當(dāng)信號(hào)由③口70(d)信號(hào)由①和②口同相輸入時(shí)，在③口的對(duì)稱面上，電場(chǎng)為反相相減，端口③的輸出最?。蝗簪俸廷诳谛盘?hào)等幅，則③口的輸出為零。(e)當(dāng)信號(hào)由①和②端口等幅反相輸入時(shí)，在端口③的對(duì)稱面上，電場(chǎng)為同相相加，端口③的輸出最大。(d)信號(hào)由①和②口同相輸入時(shí)，在③口的對(duì)稱面上，電場(chǎng)為反相71分路器：可得到大小相等，方向相反的電場(chǎng)合路器：對(duì)輸入幅度相等、方向相反的電場(chǎng)進(jìn)行合成分路器：可得到大小相等，方向相反的電場(chǎng)合路器：對(duì)輸入幅度相等72端口③為輸入端，為匹配狀態(tài)(S33=0)，由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱，端口①和②的駐波相等（S11=S22），則E-T接頭的S矩陣為：由上述E-T的特性有；即輸出等幅反相。由無(wú)耗網(wǎng)絡(luò)S矩陣的幺正性：E—T的[S]矩陣無(wú)耗T形接頭不能做到完全匹配端口③為輸入端，為匹配狀態(tài)(S33=0)，由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱，端口73又由及振幅條件1-2，可得由和振幅條件3可得：另由相位條件2，得：端口③輸入時(shí)，E-T的S矩陣為又由及振幅條件1-2，可得由74故一般情況下但由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱一般情況下，E-T的三個(gè)端口不匹配，同時(shí)由端口③輸入時(shí)，端口①和②的輸出場(chǎng)的方向相反，故故一般情況下但由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱一般情況下，E-T的三個(gè)端口不匹75例：已知E-T，當(dāng)由③的輸入功率為25W時(shí)，①和②兩端口的輸出功率為多少？如由①口入，則由②和③口的輸出功率為多少？解：

Pin=25Wa)由端口③的輸入功率為：由端口①和②的輸出功率分別為：例：已知E-T，當(dāng)由③的輸入功率為25W時(shí)，①和②兩端口的輸76∴

由E-T的散射矩陣可知：∴由E-T的散射矩陣可知：77b)b)784)H-T接頭主要特性：當(dāng)信號(hào)由③口入時(shí)，①和②口都有等幅同相輸出可用作功率分配器或功率合成器。H-T接頭端口③匹配時(shí)，①和②口并不匹配，駐波比等于3。其公式與E-T類似（式中