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第8章常用微波元件

微波技术基础

詹铭周

电子科技大学电子工程学院

地点：清水河校区科研楼C305

电话

电邮：mzzhan@uestc.edu.cn

内容

内容

l三端口元件

l三端口元件

l性质

l性质

lT形节、Y形节、电阻性功分器（威尔金森）等

lT形节、Y形节、电阻性功分器（威尔金森）等

l电路形式：波导、微带、同轴等任意传输线

l电路形式：波导、微带、同轴等任意传输线

l四端口元件

l四端口元件

l性质

l性质

l定向耦合器（孔、分支电桥）、耦合线耦合器、

l定向耦合器（孔、分支电桥）、耦合线耦合器、

Lange耦合器、180度混合电桥、魔T等

Lange耦合器、180度混合电桥、魔T等

l电路形式：波导、微带、同轴等任意传输线

l电路形式：波导、微带、同轴等任意传输线

7.4章的结论重要

l互易性

l幺正性——幅度关系、相位关系(P212)

无耗网络，功率守恒

第8章常用微波元件

8.3三端口元件

在微波技术中常用作分路元件或功率分配器/合

成器、环行器等。

分配器：功率分配比、相位差、匹配、隔离度等性

合成器：合成效率、匹配、隔离度等质

幅相不平衡引起的合成效率恶化

第8章常用微波元件

任意三端口网络的散射矩阵为

若元件是互易的，有

Ø性质1：无耗互易三端口网络不可能完全匹配，即三个

端口不可能同时都匹配。

第8章常用微波元件

证明：假如所有端口均匹配，则，则有

若网络也是无耗的，由散射矩阵的幺正酉正性可得：

可见：三个参数中至少有两个必须为零，但又

不能成立，这说明一个三端口网络不可能做到无耗、互易

和完全匹配。

第8章常用微波元件

Ø性质2：任意完全匹配的无耗三端口网络必定非互易，

且为环行器，其正、反旋环行器的散射矩阵为

和

证明：一个匹配的三端口网络的S矩阵可表示为

若网络无耗，则其S矩阵为幺正矩阵，即有

第8章常用微波元件

每一行每一列的模

平方和为1

非互易

在如下两种情况下这些方程式满足

1.

2.

情况1：情况2：

第8章常用微波元件

Ø性质3：无耗互易三端口网络的任意两个端口可以实现

匹配。

证明：假定端口和2为匹配端口，则其S矩阵可以写成

因网络无耗，由幺正性得到

第8章常用微波元件

上式表明，，

此时，网络实际上由二个无关的元件组成：一个是匹配

的二端口（1、2）传输线，另一个是全失配的端口（3）。

Ø性质4：若三端口网络允许有耗，则网络可以是互易和

完全匹配的，且有耗的三端口网络可做到输出端口之间

隔离（例如）。

第8章常用微波元件

l三端口功率分配/合成元件