一、二、三端口元件简介.ppt

1、1 一端口元件 短路器、匹配负载、失配负载 短路器 是实现微波系统短路的器件，对金属波导最方便的短路负载是在波导终端接上一块金属片。但在实际微波系统中往往需要改变终端短路面的位置，即需要一种可以移动的短路面，这就是短路活塞。 匹配负载 匹配负载是一种几乎能全部吸收输入功率的单端口元件。 一端口元件 一端口元件 波导匹配负载：在终端短路的波导内放置一块或几块劈形吸收片，长度取 同轴匹配负载：在同轴线内外导体间放置圆锥形或梯形吸收体。 微带匹配负载：用半圆形的电阻作为吸收体。 失配负载 失配负载既吸收一部分微波功率又反射一部分微波功率，而且一般制成一定大小驻波的标准失配负载，主要用于微波测量。 1、2 二端口元件 阻抗匹配元件 可等效为电抗或电纳的无耗器件 波导中的膜片：分为电容膜片和电感膜片 膜片的归一化电纳可以通过实验方法确定 在终端接匹配负载，测反射系数Γ，则 利用膜片进行阻抗匹配，类似于单支节匹配。 二端口元件 二端口元件 二端口元件 谐振窗 谐振窗是电感、电容膜片的结合，它的作用是在不阻挡电磁波正常传输的情况下，而实现密封。 二端口元件 将谐振窗看做是一小段波导，其特性阻抗与波导的特性阻抗相等 二端口元件 二端口元件 上图的等效电路中，归一化感纳-jB可用下面近似公式计算： 二端口元件 螺钉调配器 螺钉是低功率微波装置中普遍采用的调谐和匹配元件，它是在波导宽边中央插入可调螺钉作为调配元件。螺钉深度的不同等效为不同的电抗元件 l＜λg/4 等效为并联容纳 l= λg/4 等效为串联谐振 l λg/4 等效为并联感纳 螺钉沿波导纵向移动，深度变化，与长线中沿长线移动的可调支节相似，匹配与长线中并联支节方法相同。 二端口元件 二端口元件 阻抗变换器 λ/4阻抗变换器 二端口元件 设变换器的长度为 ， 二端口元件 相对带宽 渐变线 指数渐变线 设指数渐变线的阻抗为 二端口元件 切比雪夫渐变线 切比雪夫渐变线的输入端反射系数的幅值 二端口元件 1、3 三端口元件 微带功分器 无源互易三端口网络性质 一个三端口网络 三端口元件 即 三端口元件 微带三端口功率分配器 两路微带功率分配器的平面结构如下图所示,其中输入端口特性阻抗为Z0,分成的两段微带线电长度为λg/4,特性阻抗分别是Z02和Z03,终端分别接有电阻R2和R3。功率分配器的基本要求如下:  三端口元件 三端口元件 ① 端口“①”无反射；   三端口元件 其中Zin2、Zin3为等效点的阻抗。 由传输线理论有： 三端口元件 三端口元件 实际的功率分配器终端负载往往是特性阻抗为Z0的传输线，而不是纯电阻，此时可用λg/4阻抗变换器将其变为所需电阻，另一方面U2、U3等幅同相，在“②、③”端跨接电阻Rj，既不影响功率分配器性能，又可增加隔离度。于是实际功率分配器平面结构如下图所示，再由传输线理论，等效点的阻抗： 三端口元件 三端口元件 则可确定其它参数： 三端口元件 输入端口1无反射 端口2和端口3的输出电压等幅同相 根据以上三个条件，可确定 * * 扼流短路活塞及其等效电路 电容膜片的结构及等效电路 电感膜片的结构及等效电路 谐振窗的结构与等效电路 销钉 在微波系统中，用作匹配元件、滤波器和固定移相器的销钉有两种，一种是电感销钉，另一种是电容销钉。 电感销钉的结构及等效电路 如果销钉放在波导中央，则Δ=0，上式变为 波导中的螺钉及其等效电路 单节 线段阻抗变换器 由 ，并将 的表达式代入 得 ，其中 若设 为反射系数模值得最大容许值，则在 中心频点 时， 时， 则 可求得常数 指数渐变线在给定阻抗变换比 和终端反射 系数 时，其最短长度为 当β=β1时，因为 ， 下降为 通带边缘的 ，且 如果给定通带内反射系数的模|Γ|小于或等 于 ，并选定通带低端频率f1（由f1决定 β1），则渐变线长度l也就确定了。 如果网络互易 若所有端口均匹配 若无耗 （式1） （式2） 由于式1和式2的条件不相容，故这说明一个三端口网络不可能同时满足既无耗、互易，又完全匹配的条件。 但是无耗、非互