微波网络习题课.ppt

微波网络基础 1．阻抗矩阵、导纳矩阵元素的定义及含义。 2.转移矩阵，散射矩阵的各元素的定义及含义。 3.转移矩阵和散射矩阵的转化关系。（主要是如何由转移矩阵获得散射矩阵） 4.常用二端口网络的转移矩阵和散射矩阵的计算（为计算复杂结构准备）。 5.插入损耗和插入相移的定义。 1.阻抗参量 用T1和T2两个参考面上的电流表示两个参考面上的电压，其网络方程为 表示T 2面开路时，端口(1)的输入阻抗； 表示T 1面开路时，端口(2)的输入阻抗； 表示T1面开路时，端口(2)至端口(1)的转移阻抗； 表示T2面开路时，端口(1)至端口(2)的转移阻抗。 推广 是所有其它端口都是开路时，用电流Ij 激励端口j，测量i端口的开路电压。 2. 导纳参量 用T1和T2两个参考面上的电压表示两个参考面上的电流，其网络方程为 表示T2面短路时，端口(1)的输入导纳； 表示T1面短路时，端口(2)的输入导纳 表示T1面短路时，端口(2)至端口(1)的转移导纳； 表示T2面短路时，端口(1)至端口(2)的转移导纳。 推广 是其它所有端口均短路时，用电压Uj 激励端口j， 测量端口i的短路电流。 3.散射参量S 它表示端口2匹配时，端口1的反射系数。 它表示端口1匹配时，由端口2到端口1的传输系数。 输出端不匹配时，负载阻抗的反射系数 输入端的反射系数 如网络互易 只有三个独立的参量 采用三点法测量 输出端口短路时 输出端口开路时 输出端口接匹配负载时 散射矩阵的性质： 1、网络互易，散射矩阵为对称矩阵 2、互易无耗网络 线性、无源、无耗、互易的二端口网络的S参量有 及 之关系。 散射参数表示微波网络出射波振幅（幅度与相位）与入射波振幅的关系 4、参考面移动对二端口网络参量的影响 因此必须规定网络各端口的相位参考面。参考面移动时，散射参数幅值不变，值相位改变。 对于二端口网络来说，易用散射矩阵分析其参考面移动后对网络参量的影响。 设网络参考面位于z＝0处，散射矩阵为[S]。参考面向外移动至 ，出射波相位滞后 入射波相位超前 参考面移动对散射矩阵的影响 上式可以简写成 如新的参考面是由原参考面向里(网络方向)移动得到 和 的参数的幅值不变，且为对角阵。 为插入网络之前传送给负载的功率 为插入网络之后传送给负载的功率 如信号源内阻抗 和负载阻抗 相等，且等于 插入损耗： 4.ABCD矩阵 描述二端口网络输入端口的总电压和总电流与输出端口总电压和总电流的关系。 即 例：求串联阻抗、并联导纳和理想变压器的ABCD矩阵 串联阻抗 并联导纳 理想变压器 5.传输散射矩阵 T矩阵参数和S矩阵参数的关系 表示正向传输系数。如等于零，T参数不能确定 1.测得矩形波导E面阶梯的散射参量 ， ，若用下图等效，试求等效电路中的与理想变压器的匝数比。 例题 解： 所以： 。 解得： 2.有一个二端口网络如图。试求：（1） ， 满足何种关系，网络的输入端反射系数为零；（2）在上述条件下，若使用网络的工作损耗 时， ，各是多少？图中 为理想传输线，特性阻抗为 。 解： 其中： 归一化： 若网络传输反射系数为0，即 化简得： 当： 时，有