电磁波第7章-1课程.ppt

7.1 引言7.2 简单元件7.3 阻抗调配器和阻抗变换器7.4 定向耦合器与功率分配器7.5 微波谐振器7.6 微波滤波器7.7 微波铁氧体元件;　　在微波系统中，微波元件是用来对信号进行各种加工和处理的。 例如对信号进行分配、衰减、隔离、定向传输、相位控制、阻抗匹配与变换、波型变换、滤波等。　　　　它们是基于传输线的分布参数性质而制成的。;7.2.1 终端器件与连接器件7.2.2 衰减器与移相器7.2.3 波导分支结构　　;1. 短路器与接头 短路器又称短路负载，其作用是将电磁波能量全部反射回去。将波导或同轴线的终端用金属导体全部封闭起来即构成波导或同轴线短路器。实用中的短路器都做成了可调的，称为短路活塞，可用作调配器、标准可变电抗，广泛应用于微波测量。;图7-2-1 矩形波导接触式短路活塞;图7-2-2 矩形波导山字形扼流式短路活塞;　　图7-2-3是两种同轴线结构的扼流活塞， 其原理相同，不再重复。;　　接头用于连接传输线，也有接触式和扼流式两种。法兰盘结构形式有平法兰盘和扼流式法兰盘两种，如图7-2-4所示。;　　2. 匹配负载　　匹配负载是一种能全部吸收输入功率的终端元件，由一段终端短路的波导或同轴线构成，其中放有吸收微波功率的物质构成。　　 匹配负载的主要技术指标是工作带宽、输入驻波比和功率容量。匹配负载按其功率容量可分为小功率和大功率两种。;图7-2-5 小功率波导匹配负载;图7-2-6 小功率同轴匹配负载;图7-2-7 高功率波导水负载;图7-2-8 波导弯头;图7-2-9 波导弯曲;图7-2-10 扭转波导;7.2.2 衰减器与移相器　;图7-2-11 矩形波导吸收式衰减器;图7-2-12 截止式衰减器;图7-2-13 旋转极化衰减器;　　4. 移相器　　理想的移相器应该是一个衰减为零、相移量可变的二端口网络，其散射矩阵为其中，β为相移常数； l为移相器移相作用部分长度。　　可见改变移相量有两种方法：　　(1) 改变传输线的长度l，可以改变相移。 (2) 改变传输线的相位常数，也可以改变相移。;　　 1. E-T分支 2. H-T分支　　3. 双T分支及魔T;结构特点为主波导的两臂1、2以分支臂4(称为电臂)为几何对称。;图7-2-17 H-T分支;图7-2-20 波导双T;7.2.3 波导分支结构（主模TE10波）　　1. E-T分支　　　　;图7-2-15 E-T分支各臂输入与输出情况; E-T传输特性： ①当从4端口输入时，1与2端口将有等幅反相的输出。 ②当1与2端口将有等幅反相的输入时，4端口输出和。 ③当1与2端口将有等幅同相的输入时，4端口输出差。 ④当从1端口输入时，4与2端口将有等幅同相的输出。 ⑤当从2端口输入时，4与1端口将有等幅同相的输出。 ;　　2. H-T分支　　;图7-2-18 H-T分支各臂输入输出情况;H-T传输特性：　  (1) 当波由3臂输入时，1、2两臂有等幅同相输出，即S13=S23。 　 (2) 当波由1、2两臂等幅同相输入时，则在3臂有“和”输出。　　(3) 当波由1、2两臂等幅反相输入时，则在3臂有“差”输出。　　(4) 当波由1臂输入时，则在2、3臂有等幅同相输出，即S21=S31。 (5)当波由2臂输入时，则在1、3两臂有等幅同相输出，即S12=S32。;图7-2-20 波导双T;　;图7-2-21 魔T(匹配双T);　　由以上分析可得出匹配双Ｔ的三个重要特性，如下所示： 　　　(1) 功率的平分性。相邻两端口有3 dB的耦合量，即由1端口1输入的功率，由3、4两端口平分输出（S13=S14）；由3端口输入的功率，由1、2两端口等幅同相平分输出S13=S23；由4端口输入的功率，由1、2两端口等幅反相平分输出S14=- S24 ；　　(2) 对口隔离性。1端口与2端口，3端口与4端口互相隔离，即S12=S21=S34=S43=0；　　(3) 自动匹配性。如果3端口与4端口匹配，则1端口与2端口自动获得匹配，即S11=S22=S33=S44=0。;于是得魔T的［S］矩阵为：;7.3.1 微波电抗元件　　1. 膜片与螺钉　　1) 电容膜片　　平行波导宽边放置的金属膜片。;　　2) 电感膜片　　平行窄边放置的金属膜片;　　将电容性膜片和电感性膜片组合起来，则其等效电路是电感与电容的并联，可对某一频率发生谐振，因而称之为谐振窗。;图7-3-4 天线收发