微波技术基础 第5章 微波网络基础.pptVIP

微波技术基础 第二个称为相位条件。 第一个称为振幅条件， 例、证明线性、无源、无耗、互易的二端口网络的S参量必有 及 之关系。 线性、无源、无耗、互易的二端口网络的S参量 解： 无耗、互易网络 表示转置共轭 则 令 两矢量和等于零，其大小相等，相位相反 所以 四、二端口微波网络的组合及参考面移动的影响 1、二端口微波网络的组合的散射矩阵 通常，一个复杂的微波系统是由若干个简单电路(或元件)按一定方式连接而成的。 级联方式 有两个二端口网络N1和N2，现按级联方式将其组合起来。设两个网络的散射矩阵分别为[S]1和[S]2，组合后所构成的新二端口网络N的散射矩阵为[S]。 二端口网络的级联 2.串联方式 新二端口网络的阻抗矩阵为 n个二端口网络相串联，则串联后新二端口网络的阻抗矩阵为 3.并联方式 组合后新二端口网络的导纳矩阵为 若有n个二端口网络相并联，则并联后新二端口网络的导纳矩阵为 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 特性阻抗归一化 T1和T2参考面上的归一化电压和归一化电流分别为 归一化 归一化阻抗参量为 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 机理端口j， 测量端口i的短路电流 如果T1和T2参考面所接传输线的特性导纳分别为Y01和Y02，则归一化表示式为 (一) 可逆网络 二、 二端口微波网络参量的性质 一般情况下，二端口网络的五种网络参量均有四个独立参量，但当网络具有某种特性(如对称性或可逆性等)时，网络的独立参量个数将会减少。 一个对称网络具有下列特性 (二) 对称网络 利用复功率定理和矩阵运算可以证明，一个无耗网络的散射矩阵一定满足“么正性”，即 (三) 无耗网络 以无耗、互易二端口 ，传输给网络的净功率为零，则其阻抗矩阵或导纳矩阵元素必为零。 注意阻抗矩阵元素的对称性 由于各电流In （n＝1，2）是独立的，则各项 一端口： 二端口：m和n 为非零纯实数 则 例: 求如图二端口T形网络的Z参数 端口1 端口2 端口二开路时，端口一的输入阻抗 由互易性 5-4 微波网络的散射矩阵 对于非TEM传输线，用等效电压和电流描述微波网络特性Z，Y矩阵。但在微波频率，电压、电流或阻抗矩阵与导纳矩阵参数难以测量。 此节，介绍在微波频率直接测量方法确定的网络矩阵参数——散射矩阵。 一、行波散射参数——普通散射参数 设第i端口参考面z的电压与电流 归一化入射波和出射波 除以 归一化电压和电流 第i端口z处的电压行波反射系数 以及 归一化电压与电流 物理意义是功率等于入射功率减去出射功率。 通过第i端口的功率 上式是假设 为实数。如传输线有耗， 为复数 第一行等式不成立。 以归一化入射波振幅 为自变量，归一化出射 波振幅 为因变量的线性N端口，网络的行波 散射矩阵方程： 或者 S参数联系入射波和出射波，是广义的反射系数。 S散射矩阵与Z矩阵有两点显著不同：1、S散射矩阵适合多端口(当然也满足双端口)网络；2、象任何多端口网络一样，它必须是对称化定义(具体是流进每个端口的均是a，流出每个端口的均是b) a 1 b 1 a 2 b 2 a i b i a n b n 1 2 i Network 散射矩阵元素 当所有其它端口接匹配负载时，从第j端口至第i端口的传输系数 该定义表明除端口j 以外的所有其它端口上的入射波为零。 即，所有其它端口都接匹配负载短接，避免反射。 当所有其它端口接匹配负载时端口i的反射系数 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 例：二端口网络的［S］参数 输出端不匹配时，负载阻抗的反射系数 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