微波技术重点复习剖析.ppt

微波技术与天线 复习 微波频段：300MHz－3000GHz 微波波长：0.1mm—1m （分米波 ，厘米波，毫米波，亚毫米波） 微波的特点：似光性，穿透性，宽频带特性，热效应特性，散射特性， 抗低频干扰特性，视距传播特性，分布参数的不确定性，电磁兼容和电磁环境污染。 分析方法：场的分析方法， 电路的分析方法。（微波网络） 长线与短线的定义：传输线的长度远远大于或等于波长的传输线叫长线，传输线的长度小于波长的线叫短线 传输线的分类：双导体传输线，金属波导管，介质传输线。 分析方法: 场分析法，等效电路法。 均匀传输线方程：（单位长分布电阻、漏电导、电感和电容） 传输线的工作特性参数 特性阻抗—传输线上行波的电压与电流的比值 均匀无耗传输线三个重要的物理量 输入阻抗—传输线上任意一点处的输入电压和输入电流之比值。 行波状态 沿线电压和电流振幅不变，驻波比等于1； 电压和电流在任意点上都同相； 传输线上各点阻抗均等于传输线特性阻抗。 纯驻波状态 终端短路 终端开路 终端接纯电抗 Zin= ±j X 行驻波状态 传输线的传输功率、效率和损耗 回波损耗和反射损耗 回波损耗—入射波功率与反射波功率之比 阻抗匹配：信号传输过程中负载阻抗和信源内阻抗之间满足特定配合关系，从而使信号源给出最大功率，负载能够吸收全部的入射波功率 阻抗匹配： 负载阻抗匹配 Zl=Z0 信号源阻抗匹配 Zg=Z0 共轭阻抗匹配 Zin=Zg* 负载阻抗匹配—负载阻抗等于传输线的特性阻抗。此时传输线上只有从信源到负载的入射波，而无反射波。 源阻抗匹配—电源的内阻等于传输线的特性阻抗。 对匹配源来说，它给传输线的入射功率是不随负载变化的，负载有反射时，反射回来的反射波被电源吸收。 共轭阻抗匹配—对于不匹配电源，当负载阻抗折合到电源参考面上的输入阻抗等于电源内阻的共轭值时，负载得到最大功率值： 阻抗匹配的方法 ?/4阻抗变换器法；支节调配器法 ?/4阻抗变换器法 支节调配器法 结论：阻抗圆图上的重要点、线、面 阻抗圆图→导纳圆图上的重要点、线、面 第2章 规则金属波导 场分析方法：先由矢量齐次亥姆霍兹方程结合边界条件分离变量求解纵向场分量，然后由麦克斯韦方程组求解横向场分量。 波的传输特性—描述波导传输特性的主要参数有：相移常数、截止波数、相速、波导波长、群速、波阻抗及传输功率。 相移常数和截止波数 导 行 波 分 类 矩形波导 矩形波导中的场 标准波导BJ-32各模式截止波长图 矩形波导主模—TE10 (b) TE10模的传输特性 矩形波导尺寸选择原则 圆波导 圆波导中的场—场分析法，圆柱坐标下求解 简并模 波导的激励和耦合的方法—电激励，磁激励，电流激励 第3章 微波集成传输线 微波集成传输线 微带传输线—带状线，微带线，耦合微带线 带状线 微带线 介质波导 第4章 微波网络基础 等效传输线 单口网络 双口网络 任意具有两个端口的微波元件均可视之为双口网络。 阻抗矩阵 Z 导纳矩阵 Y 转移矩阵 A 散射矩阵S 6.3 天线的电参数 波导带宽问题：保证在给定频率范围内的电磁波在波导中都能以单一的模传播，其它高次模都应截止。 波导功率容量问题：在传播所要求的功率时，波导不致于发生击穿。适当增加b可增加功率容量，故b应尽可能大一些。 波导的衰减问题：通过波导后的信号功率不要损失太大。增大b也可使衰减变小，故b应尽可能大一些。 综合上述因素，矩形波导的尺寸一般选为： 圆波导的传输特性— TE模 TM模 三种典型模式的截止波长分别为 :TE11,TM01,TE01. 圆波导具有轴对称结构。对于m?0的任意非圆对称模式,由于场沿?方向存在sinm?和cosm?两种场分布，两者的截止波数相同传播特性相同，但极化面互相垂直，称之为极化简并。 (b) 极化简并 在圆波导中除TE0n和TM0n 外的所有模式均存在极化简并。 由于贝塞尔函数具有 的性质，所以一阶贝塞尔函数的根和零阶贝塞尔函数导数的根相等， 故 ，从而形成了TE0n模和TM1n模的简并。 (a)E-H简并 ) ( ) ( 1 0 x J x J - = ￠ 同轴线?带状线，传输TEM模 特性阻抗 常用等效电容法和保角变换法求解分布电容。 工程应用上，给出了一组比较实用的公式，这组公式分为导带厚度为零(S. B. Cohn 科恩)和导带厚度不为零(H. A. Wheeler惠勒) 两种情况。 衰减常数—带状线的衰减主要由导体损耗和介质损耗引起。 导体衰减可由增量电