第5部分微波元件(新5.3)汇总.ppt

对于无耗形接头， 可以选择输出线的特性阻抗来获得不同的功率分配 比。 矩形波导T形接头 矩形波导工作在主模TE10，分E-T和H-T接头： E-T 接头的特性可用S矩阵表示，使用E-T接头时， 多由端口P3输入信号。 三种作为功率分配器的波导Y分支 分配给分支波导的功率与其高度成正比。因此，适当的 选择高度和就可以得到任意的功率分配比。 无耗T形接头不能做到完全匹配，威尔金森功率分配器是一种有耗三端口完全匹配的网络。它可实现任意的功率分配比，且输出端口之间可实现隔离。可用微带线来实现。 (2) 功率分配器件 二等分功分器的基本要求： 端口①、②、③无反射； 端口②、③输出功率相等且同相； Zin3 Zin2 则有 对于二等分功分器，如图。 则l/4阻抗变换器的特性阻抗应为 为使②、③端口匹配，需加隔离电阻。隔离电阻的作用为利用有耗条件满足完全匹配、互易的实现。 §5.1 一端口元件 §5.2 二端口元件 第五部分 常用微波元件 §5.3 三端口元件 §5.3 四端口元件 §5.1 一端口元件 §5.2 二端口元件 第五部分 常用微波元件 §5.3 三端口元件 §5.3 四端口元件 四端口网络的特性 对于图中，其散射矩阵为： 性质1 无耗互易四端口网络可以完全匹配，且为一理想定向耦合器。 （可由互易网络的幺正性证明。） 一个可逆无耗四端口网络，各个端口完全匹配，有一个端口同输入端口完全隔离，输入功率在其余两个端口上分配输出，这种网络称为理想定向耦合器。 四端口网络的特性 性质2 有理想定向性的无耗互易四端口网络不一定四个端口均匹配，即是说四个端口匹配是定向耦合器的充分条件，而不是必要条件。 性质 3 有两个端口匹配且相隔离的无耗互易四端口电路必然为一理想定向耦合器，且其余两个端口亦匹配并相互隔离。 （可由其幺正性得到证明） 定向耦合器 定向耦合器是一种具有定向传输特性的四端口元件 ①端口是输入端口， ②端口是直通输出端口， ③端口是耦合输出端口， ④端口是隔离端口。 四端口网络可以同时具有互易、无耗及完全匹配的特性。 1）定向耦合器的性能指标 隔离度(表明输入端口与隔离端口之间的关系)： 定向性(表明耦合线上耦合端口与隔离端口之间的关系): 耦合度(表明输入与耦合之间的关系) : 此三参数有如下关系： 工作带宽：指定向耦合器的C、I、D、r 等参数均满足要求时的工作频率范围。 输入驻波比(端口②③④均接匹配负载时输入端口①的驻波比定义为输入驻波比) : 理想的定向耦合器：具有无限大的定向性和隔离度（S14=0），S31和S32则可根据给定的耦合度C求得。 公共宽臂（或窄臂）上相距 的双孔耦合器。如图。 2）波导双孔定向耦合器. 设电磁波由端口①输入，大部分波向端口②传输，一部分波通过两个孔耦合到副波导中。由于两孔相距 ，结果在端口③方向的波相位同相而增强，在端口④方向则因相位反相而相互抵消。 注意：在端口④方向波的抵消是与频率有关的，故其定向性是频率的敏感函数；而耦合度则受频率的影响较小。 双分支定向耦合器是由主线、副线和两条分支线组成。 3)双分支定向耦合器 其特性是当所有端口匹配时，由端口①输入的功率： 直通臂②：一路经lg/4、另一路经3lg/4（不幅度反相）在②口相减输出,输出相位比①口输入的相位滞后p/2, 耦合臂③：一路经2lg/4、另一路经2lg/4（等幅同相）在③口输出，输出相位比①口输入的相位滞后p, 隔离口④：一路经lg/4、另一路经3lg/4（等幅反相）在④口输出，④无输出。 微带双分支定向耦合器 正交混合电桥 一种直通臂②和耦合臂③输出功率平分并有90°相位差的3dB定向耦合器。 S参数为：分支耦合线具有结构对称性，其任一端口都可作输入端口，两输出端口总是在与输入端口相反的一边。 由端口①输入的功率： 端口①匹配无反射； 直通臂②输出功率为一半，相位滞后p/2； 耦合臂③输出功率为一半，相位滞后p； 隔离口④无输出。 1.5λ混合环路的带宽受环形长度的限制，约为20--30%，增加带宽的办法是采用对称的1λ混合环。 混合环各支路特性阻抗为Z0， 根据λ/4变换性可知，环行线的特性阻抗应为 。 2. 微带环形电桥 当用作功率合成器时，输入信号分别加于端口②和③，则在端口①输出和信号（和端口），在端口④输出差信号（差端口）。 信号由端口①输入时，端口②和③为等幅同相输出，端口④无输出（隔离端口）； 若信号由端口④输入，则由端口②和③等幅反相输出，端口①无输出。 返回 波导魔T是匹配双T，由双T波导接头处加入匹配元件（螺钉、膜片或小锥体）构成。 3. 魔T 四个端口完全匹配； 不仅E