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5.3 微波网络参量的定义 　　任何复杂的微波元件都可以用一个网络来代替，并可用网络端口参考面上选定的变量及其相互关系来描述特性。 如果网络是线性的，则这些方程就是线性方程，方程中的系数完全由网络本身确定，在网络理论中将这些系数称为网络参量。 　　若选定端口参考面上的变量为电压和电流，就得到 Z 参量、Y 参量和 A 参量；若选定端口参考面上的变量为入射波电压和反射波电压就得到 s 参量和 t 参量。 　　下面以二端口网络为例逐一介绍。 1．阻抗参量 Z (Z Parameter) 　　图 5.1 给出了二端口网络两个端口电压和电流的示意图。 　　(1)端口参考面 T1 处的电压为 V1，电流为 I1；(2)端口参考面 T2 处的电压为 V2，电流为 I2 。 　　阻抗参量是用两个端口电流表示两个端口电压的参量 二端口 微波网络 图 5-1　二端口网络电压、电流的示意图 上式也可以表示为矩阵形式 也可简单表示为 [V ] = [Z ][I ] 可见，由 Z 参量可将两端口的电压和电流联系起来。 Z 参量是由电流来表示电压的参量。 二端口 微波网络 图 5-1　二端口网络电压、电流的示意图 　　二端口网络共有 4 个阻抗参量，分别定义如下： 　　 T2 面开路(I2 = 0)时， T1 面的输入阻抗定义为 　　 T1 面开路(I1 = 0)时， T2 面的输入阻抗定义为 二端口 微波网络 图 5-1　二端口网络电压、电流的示意图 　　 T1 面开路(I1 = 0)时，端口(2)至端口(1)的转移阻抗为 　　 T2 面开路(I2 = 0)时，端口(1)至端口(2)的转移阻抗为 二端口 微波网络 图 5-1　二端口网络电压、电流的示意图 唯一性定理： 如果一个封闭区域的边界面上，切向电场或切向磁场如果是确定的，则封闭区域内部的电磁场唯一确定。 对于不均匀区的边界就是网络参考面， 根据上节关于模式电压和模式电流的定义，其与参考面上的电压、电流正比于切向电场和切向磁场幅度的函数，故参考面上的电流I1，I2,，…..In确定了，则参考面上的电压U1，U2,…..Un也就确定了，反之亦然。 叠加定理： 如果不均匀区填充的是线性媒质，则不均匀区等效为线性微波网络。不管不均匀区有多复杂，各参考面上的场量之间呈现线性关系，即场量满足叠加原理，与场量相对应的电路量也满足线性叠加关系。 唯一性定理和叠加定理 只考虑I1单独作用，在1端口产生的电压U1（1）=Z11I1 只考虑I1单独作用，在1端口产生的电压U1（1）=Z11I1 只考虑I1单独作用，在2端口产生的电压U2（1）=Z21I1 只考虑I1单独作用，在n端口产生的电压Un（1）=Zn1I1 只考虑I2单独作用，在1端口产生的电压U1（2）=Z12I2 只考虑I2单独作用，在2端口产生的电压U2（2）=Z22I2 只考虑I2单独作用，在n端口产生的电压Un（2）=Zn2I2 二端口网络 图 5-1　二端口网络电压、电流的示意图 唯一性定理和叠加定理 　　在微波网络中，为了理论分析的普遍性，常把各端口电压、电流对端口传输线的特性阻抗进行归一化。 若 T1 和 T2 参考面外接传输线的特性阻抗分别为 Z01、Z02，则以 Z01 作为参考阻抗对 V1 和 I1 归一化，以 Z02 作为参考阻抗对 V2 和 I2 归一化 。 2、等效电压、等效电流和阻抗的归一化 二端口 微波网络 图 5-1　二端口网络电压、电流的示意图 2、等效电压、等效电流和阻抗的归一化 　　微波系统的许多特性取决于输入阻抗和特性阻抗的比值。将这一比值定义为归一化阻抗，即 　　与归一化阻抗对应的等效电压 v 和等效电流 i 分别称为归一化等效电压和归一化等效电流。它们与非归一化等效电压 V、等效电流 I 的关系应满足功率相等条件及阻抗关系，即 求解上式得 上式中，两个端口的归一化电压和电流分别为 而网络的归一化阻抗参量分别为 Z参数网络的性质 对称网络：Z11=Z22 互易网络：Z12=Z21 无耗网络：Zij为纯虚数，i，j可相等 2．导纳参量 Y (Y Parameter) 　　导纳参量是用两个端口电压表示两个端口电流的参量 上式也可以用矩阵来表示 　　归一化导纳参量也可以表示为矩阵形式，即 　　由上式可以为导纳参量做出定义。 　　T2 面短路(V2 = 0)时，T1 面的输入导纳定义为 　　 T1 面短路(V1 = 0)时，T2 面的输入导纳定义为 　　 T1 面短路(V1 = 0)，端口(2)至端口(1)的转移导纳为 　　 T2 面短路(V2 = 0)，端口(1)至端口(2)的转移导纳为 图 5-3　二端口网络电压、电流