微波技術(shù)基礎(chǔ)第25次課課件

微波技術(shù)基礎(chǔ)徐銳敏教授地點：清水河校區(qū)科研樓C309

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電郵：第8章常用微波元件8.3三端口元件在微波技術(shù)中常用作分路元件或功率分配器/合成器：無耦三端口網(wǎng)絡(luò)的基本性質(zhì)第8章常用微波元件任意三端口網(wǎng)絡(luò)的散射矩陣為若元件是互易的，有性質(zhì)1：無耗互易三端口網(wǎng)絡(luò)不可能完全匹配，即三個端口不可能同時都匹配。第8章常用微波元件性質(zhì)2：任意完全匹配的無耗三端口網(wǎng)絡(luò)必定非互易，且為環(huán)行器，其正、反旋環(huán)行器的散射矩陣為和證明：一個匹配的三端口網(wǎng)絡(luò)的S矩陣可表示為

若網(wǎng)絡(luò)無耗，則其S矩陣為幺正矩陣，即有第8章常用微波元件在如下兩種情況下這些方程式滿足1.2.結(jié)果表明。這意味著此器件必定是非互易的。情況1：情況2：第8章常用微波元件性質(zhì)3：無耗互易三端口網(wǎng)絡(luò)的任意兩個端口可以實現(xiàn)匹配。證明：假定端口1和2為匹配端口，則其S矩陣可以寫成因網(wǎng)絡(luò)無耗，由幺正性得到第8章常用微波元件上式表明，，此時，網(wǎng)絡(luò)實際上由二個無關(guān)的元件組成：一個是匹配的二端口（1、2）傳輸線，另一個是全失配的端口（3）。性質(zhì)4：若三端口網(wǎng)絡(luò)允許有耗，則網(wǎng)絡(luò)可以是互易和完全匹配的，且有耗的三端口網(wǎng)絡(luò)可做到輸出端口之間隔離（例如）。第8章常用微波元件a.矩形波導(dǎo)T形接頭矩形波導(dǎo)工作在主模工作TE10，分E-T和H-T接頭：H-T接頭E-T接頭第8章常用微波元件右圖說明：當(dāng)在2、3臂的T2、T3處輸入等幅同相信號時，二者在1臂中反向抵消而不能從1臂輸出，只能在2、3臂中形成駐波。H-T特性分析:④②③第8章常用微波元件bbb.對稱Y分支矩形波導(dǎo)對稱Y分支結(jié)構(gòu)及其等效電路圖如圖所示，分為E面分支和H面分支；前者為串聯(lián)分支，后者為并聯(lián)分支。E-Y分支H-Y分支第8章常用微波元件三種作為功率分配器的波導(dǎo)Y分支分配給分支波導(dǎo)的功率與其高度成正比。因此，適當(dāng)?shù)倪x擇高度和就可以得到任意的功率分配比。第8章常用微波元件c.電阻性功率分配器假如三端口分配器含有有耗元件，便可以做到所有端口匹配，而二個輸出端口則不可能隔離。威爾金森功率分配器第8章常用微波元件設(shè)計公式為功率分配比

第8章常用微波元件8.4四端口元件四端口[S]參數(shù)性質(zhì)性質(zhì)1:無耗互易四端口網(wǎng)絡(luò)可以完全匹配，而為一理想定向耦合器。性質(zhì)2:有理想定向性的無耗互易四端口網(wǎng)絡(luò)不一定四個端口均匹配，即是說四個端口匹配是定向耦合的充分條件，而不是必要條件。性質(zhì)3:有二個端口匹配且相互隔離的無耗互易四端口電路必然為一理想定向耦合器，且其余兩個端口亦匹配并相互隔離。第8章常用微波元件隔離度：有：不同形式的定向耦合器Bethe孔耦合器Bethe孔耦合器是一種單孔耦合器。為獲得定向性，該單孔需開在兩個矩形波導(dǎo)的公共寬壁上，如圖所示第8章常用微波元件工作原理：小孔可用電和磁偶極矩構(gòu)成的等效源來代替，調(diào)節(jié)兩個等效源的相對振幅可以消除在隔離端口方向的輻射，而增強在耦合端口方向的輻射，從而獲得理想的定向性。第8章常用微波元件耦合線定向耦合器其特性是:由端口①輸入的信號一部分傳至端口②，一部分耦合至副線由端口③輸出，端口④無輸出。對耦合微帶線或其它非TEM線，奇，偶模速度不相同，耦合器的定向性就要變差。為改變性能，需要采取相應(yīng)的速度補償措施，如加介質(zhì)覆蓋層，采用各向異性基片，耦合段做成鋸齒形等。第8章常用微波元件Lange耦合器要求緊耦合（耦合度大于-6dB）時使用；

第8章常用微波元件180°混合電橋該圖為混合環(huán)1.5lTEM線（帶狀線或微帶線）并聯(lián)連接而成。信號由端口①輸入時，端口②和③等幅同相輸出，端口④無輸出；信號由端口④輸入時，端口②和③等幅反相輸出，端口①無輸出。當(dāng)用作功率合成器時，信號同時加于端口②和③，則端口①輸出和信號，端口④輸出差信號。第8章常用微波元件①②③④波導(dǎo)匹配魔T

將一個E-T接頭和一個H-T接頭（波導(dǎo)尺寸相同）組成在一起形成波導(dǎo)雙T。波導(dǎo)雙T和波導(dǎo)單T一樣，基本身是不匹配的。在臂④和臂①加入一些匹配元件（螺釘、膜片或錐體），可以使臂④和臂①同時達(dá)到匹配第8章常用微波元件②①③④①臂—E臂④臂—H臂②和③—側(cè)臂魔T的重要特性：1）四個端口完全匹配2）臂④和臂①相互隔離，兩側(cè)臂②和③相互隔離；3）進(jìn)入一側(cè)臂的信號，由臂④和臂①等分輸出，而另一側(cè)臂無輸出；4）進(jìn)入H臂④的信號，由兩側(cè)臂等幅同相