第六章-常用微波元件2.ppt

6-7 微带功分器微带功分器 定向耦合器的结构较复杂，成本也较高，在单纯进行功率分配的情况下，用得并不多，通常用功分器来完成大功率微波功分器采用波导或同轴线结构，中小功率则采用带状线或微带线结构 右图是微带三端口功分器原理图信号由1端口(所接传输线的特性阻抗为Z0)输入，分别经过特性阻抗为Z02、Z03的两段微带线从2和3端口输出，负载电阻分别为R2及R3两段传输线在中心频率时电长度均为 = /2，它们之间没有耦合微带三端口功分器原理图2021/6/31功分器应满足下列条件：(1)2端口与3端口的输出功率比可为任意指定值；(2) 1端口无反射；(3) 2端口与3端口的输出电压等幅、同相 由于2端口、3端口的输出功率与输出电压的关系分别为如由条件(1)要求输出功率比为则 2021/6/32按条件(3)，由上式可得 若取 ，则 由条件(2)，即1端口无反射，所以要求由Zin2与Zin3并联而成的总输入阻抗等于Z0由于在中心频率 = /2，Zin2= Z022/R2 ，Zin3= Z032/R3为纯电阻，则如以输入电阻表示功率比，则可解得 2021/6/336-8 波导匹配双波导匹配双T一、波导的一、波导的T T形接头形接头 矩形波导的T形接头有E-T接头和H-T接头两种，如图所示。

其中E-T接头的分支波导宽面与主波导中TE10模的电场所在平面平行；H-T接头的分支波导的宽面与主波导中TE10模的磁场所在的平面平行 2021/6/34对于波导的T形接头，我们把主波导的两臂分别称为1和2端口，分支臂称为3端口分析波导的T形接头的工作特性，可利用波导中TE10模的电场分布来分析E-T接头和H-T接头中TE10模的电场分布分别如图所示 2021/6/35E-T接头具有下列特性：(1) 当信号从3端口输入时，则1和2端口有等幅反相输出，用散射参量表示则有： S13 = -S23；(2)    由于1和2端口在结构上对称，故有：S11 = S22；(3)    当信号由1和2端口等幅同相输入时，3端口无输出，此时对称面为电场的波腹点；反过来，当信号由1和2端口等幅反相输入时，3端口输出最大，此时对称面为电场的波节点H-T接头具有下列特性：(1)    当信号从3端口输入时，则1和2端口有等幅同相相输出，用散射参量表示则有： S13 = S23；(2)    由于1和2端口在结构上对称，故有：S11 = S22；(3)    当信号由1和2端口等幅同相输入时，3端口输出最大，此时，3端口对称面处为电场波腹点；反之，当信号由1和2端口等幅反相输入时，3端口无输出，3端口对称面处为电场波节点。

2021/6/36二、二、 普通双普通双T T和匹配双和匹配双T T  将具有共同对称面的E-T接头和H-T接头组合起来，即构成普通双T接头，如右图所示   双T接头可等效为一个可逆无耗四端口网络，其散射参量矩阵为2021/6/37对于普通的双T接头，由于连接处结构突变，即使双T各臂均接匹配负载，接头处也会产生反射，为了消除反射，通常在接头处加入匹配元件(如螺钉、膜片或锥体等)，就可以得到匹配的双T，它具有下列重要性质：(1) 匹配特性：在理想情况下，它的四个端口是完全匹配的，只要1和2端口能调到匹配，3和4端口一定匹配，即S11=S22=S33=S44=0 ；(2) 隔离特性：当3和4端口具有隔离特性时，即S34=S43=0，则1和2端口也具有隔离特性，即S12=S21=0；(3) 平分特性：当信号由3端口输入时，则反相等分给1和2端口，即S13 = -S23；当信号由4端口输入时，同相等分给1和2端口，即S14 = S24；当信号由1端口输入时，则同相等分给3和4端口，即S31 = S41；当信号由2端口输入时，则反相等分给3和4端口，即S32 = -S42故匹配双T的散射参量矩阵为2021/6/388-18如图所示如图所示E-T分支，其臂分支，其臂2接短路活塞，请问接短路活塞，请问短路活塞与对称中心平面的距离短路活塞与对称中心平面的距离l为多少时，为多少时，臂臂3的负载得到最大功率或最小功率？的负载得到最大功率或最小功率？解：解：l2端口输出的信号经端口输出的信号经短路器全部反射回来。

短路器全部反射回来当第二个端口的反射当第二个端口的反射信号与信号与1端口的信号端口的信号同相时，同相时，3端口输出端口输出的信号为差信号；如的信号为差信号；如果反射波与果反射波与1端口的端口的信号反相时，信号反相时，3端口端口输出为最大输出为最大2021/6/39又由于短路器的反射系数为又由于短路器的反射系数为-1，即有，即有p p的相位差的相位差 当当l=l lg/4时，波由时，波由A点经短路器的反射回至点经短路器的反射回至A点所走过点所走过的路程为的路程为2l= l lg/2，由路程所提相位差为，由路程所提相位差为p p，加上短路反射，加上短路反射所得相位差所得相位差p p，因此，当波回，因此，当波回A A点时与点时与1 1端口的入射波为同端口的入射波为同相，因此，相，因此，3 3端口的输出为最小功率端口的输出为最小功率lA 当当l=l lg/2时，波由时，波由A点经点经短路器的反射回至短路器的反射回至A点所点所走过的路程为走过的路程为2l= l lg，由，由路程所提相位差为路程所提相位差为2p p，加，加上短路反射所得相位差上短路反射所得相位差p p，因此，当波回，因此，当波回A A点时与点时与1 1端口的入射波为反相，因端口的入射波为反相，因此，此，3 3端口的输出为最大端口的输出为最大功率。

功率2021/6/310•一波导匹配双T，其③端口为E臂，④端口为H臂，若③端口输入功率为p，则①端口输出功率为　　　　；若①端口理想短路，②端口理想匹配，则④端口输出功率为　　　　2021/6/3116-9 6-9 微波滤波器微波滤波器 微波滤波器是用来分离不同频率微波信号的一种器件 微波滤波器按作用分类，可划分为低通、高通、带通和带阻等四种类型的滤波器，如下图所示 2021/6/312为了描述滤波器的滤波特性，一般常用的是插入衰减随频率变化的曲线插入衰减的定义为   式中Pi为滤波器所接信号源的最大输出功率，PL为滤波器的负载吸收功率 微波滤波器的主要技术指标有：工作频带的中心频率、带宽、通带内允许的最大衰减、阻带内允许的最小衰减、阻带向通带过渡时的陡度和通带内群时延的变化等 2021/6/3132021/6/3142021/6/3152021/6/3162021/6/3172021/6/3182021/6/3192021/6/3202021/6/321一、利用四分之一波长传输线并联电抗元件的滤波器一、利用四分之一波长传输线并联电抗元件的滤波器 滤波器的结构是：在一特性阻抗为Z0的传输线上，每隔p/4的距离就并接一个电抗性元件(它的实际结构可以是短路支线、膜片或螺钉)，设其阻抗分别为Z1、Z2、Z3、Z4、Z5和Z6，RL是滤波器所接的负载。

如图 2021/6/322二、二、利用高低阻抗线构成的滤波器利用高低阻抗线构成的滤波器 下图是利用高低阻抗线构成的微波滤波器的原理性示意图及其等效电路适当选取每段传输线的长度和它的特性阻抗，并按一定顺序把它们级联在一起，就构成了这种型式的滤波器 2021/6/323高低阻抗线的结构示意图及其等效电路实际中应用的滤波器远不止上面讲的这些，例如，利用耦合传输线之间的相互作用，利用谐振腔或许多谐振腔的级联等，都可以构成微波滤波器2021/6/324部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！。