南邮微波工程

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1、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,单击此处编辑母版标题样式,,,‹#›,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,7-,1,,,所有端口都匹配的互易无耗三端口网络是不可能实现的,7.1,,分配器和耦合器的基本特性,——,网络参数及其技术指标,7.1.1,,三端口网络（,T,型结）,,任意三端口网络的散射参数,——,9x2,个自由度（参数）,,网络是互易的,,网络是匹配的,,网络是无耗的,——,9x2,个自由度（参数）,——,6x2,个自由度,——,3x2,个自由度,——,不可能实现,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,

2、7-,2,,,各端口都匹配的无耗非互易三端口网络,——,环形器,,网络是匹配的,,网络是无耗的,——,6x2,个自由度,,两种类型的环形器,——,顺时针环形器和逆时针环形器（适当选择参考面）,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,3,,,只有两个端口匹配的无耗互易三端口网络,,网络是无耗的,,网络是互易的,,适当选择参考面,,两个分开的器件,——,匹配的二端口传输线和完全失配的一端口网络,,两个端口是匹配的,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,4,,,各端口都匹配的互易有耗三端口网络,——,电阻性功分器,7,.,2.2,,网络是匹配

3、的,,网络的输出端是隔离的,,网络是互易的,,适当选择参考面,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,5,,7.1.2,,四端口网络（,定向耦合器,）,,定向耦合器的两种基本结构,,定向耦合器,——,有方向性的功率分配元件,,耦合传输线型定向耦合器,,——,两条靠的很近的传输线,（主传输线和副传输线）以及耦合机构,,混合网络型定向耦合器,——,一些特殊的结构,,定向耦合器等效成四端口网络,——,16x2,个自由度,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,6,,,理想定向耦合器的散射参数,,网络是匹配的,,网络是无耗的,——,6x2,个自由

4、度,,理想定向耦合器,——,各端口都匹配的互易无耗四端口网络,,网络是互易的,——,10x2,个自由度,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,7,,,耦合传输线型理想定向耦合器的三种类型,——,正向、反向和,,理想定向耦合器的散射参数两种可能的解,,——,定向耦合器,,通过适当选择端口的参考面得到定向耦合器的两种特殊的选择,对称定向耦合器（,7.5,，,7.6,）,反对称定向耦合器,（,7.8,）,,,——,去耦二端口网络（不讨论）,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,8,,,定向耦合器的技术指标,——,以对称定向耦合器为例,,,耦

5、合度,,端口,1,（输入端）,的输入功率,,端口,2,（直通端）,的输出功率,,端口,3,（耦合端）,的输出功率,,端口,4,（隔离端）,的输出功率,,方向性,,隔离度,,耦合器方向性的测量,,β,称为耦合系数,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,9,,7.2,,T,型结功率,分配器,7.2.1,,无耗分配器,,将电抗性调谐元件添加载分配器上可以抵消电纳,B,,电纳,B,是,T,型结处的不连续性传输的杂散场和高阶模的等效,,选择输出传输线的特性阻抗,Z,1,和,Z,2,可以提供任意的功率分配比,,可以利用四分之一阻抗变换器将输出传输线的特性阻抗变换成所希望的值,

6、,输入端是匹配的，但是输出端是失配的，且没有隔离,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,10,,7.2.2,,电阻性分配器,——,等分功率分配器,,电阻性功率分配器是一个各端口都匹配的互易有耗三端口网络，有一般功率消耗载电阻上,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,11,,7.3,,Wilkinson,功率,分配器,,可以采用奇偶模分析技术,——,在输出端分别用对称和反对称的源激励,,当输出端口都匹配时，没有电流流过电阻,2,Z,0,，具有无耗性,,Wilkinson,功率分配器,的散射参数,,微带型,Wilkinson,等分,功率分

7、配器,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,12,,,实际的,Wilkinson不等分,功率分配器,,微带型,Wilkinson,不等分,功率分配器,,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,13,,,N,路,Wilkinson,功率分配器,,阶梯式多节,N,路,Wilkinson,功率分配器,,电阻需要跨接，制作困难。,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,14,,7.4,,,波导定向耦合器,7.4.1,,倍兹孔（单孔）定向耦合器（反向）,,（,a,）利用调整小孔与波导窄壁间的距离,s,控制耦合,,小孔耦

8、合理论,——,法向的电偶极子和轴向的磁偶极子产生偶对称的辐射场,横向的磁偶极子产生奇对称的辐射场,,（,b,）利用调整,两个,波导,之间的角度,,θ,控制耦合,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,15,,7.4.2,,多孔定向耦合器（正向）,,双孔定向耦合器,——,窄带的,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,16,,,多孔定向耦合器,——,宽带的,,二项式响应多孔定向耦合器,,切比雪夫响应多孔定向耦合器,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,17,,7.5,,正交（,90,o,）混合网络（正向）,——

9、,直通端和耦合端有,90,o,相位差（正交）的等分功率（,3dB,）定向耦合器,,定性分析,——,路程差,,通过改变,λ,/4,线的特性阻抗,可以得到不等功率的耦合器,,采用奇偶模分析技术,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,18,,7.6,,耦合线定向耦合器（反向）,,耦合线,——,两个靠的很近的无屏蔽的传输线,7.6.1,,耦合线理论,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,19,,,采用奇偶模分析技术,,偶模激励电容,,奇模激励电容,,一般激励,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,20,,,偶模激

10、励特性阻抗,,奇模激励特性阻抗,,偶模等效介电常数,,奇模等效介电常数,,偶模波导波长,,奇模波导波长,,边缘耦合带状线,,耦合微带线,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,21,,,单节,λ,/4,耦合微带线耦合器,（反向）,7.6.2,,耦合线耦合器的设计,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,22,,,单节,λ,/4,耦合线耦合器的分析（反向）,,,定性分析,——,电磁耦合,,采用奇偶模分析技术,,耦合系数,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,23,,,N,节耦合微带线耦合器,7.6.3,,多节耦

11、合线耦合器的设计,,耦合器是弱耦合,,N,是奇数,,每节的长度在中心频率处为四分之一波长,,多节耦合器的带宽比单节耦合线耦合器的带宽要宽,,多节耦合线耦合器常用耦合带状线,,耦合度的相应可以是最平坦的或等波纹的,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,24,,7.7,,Lange,耦合器（交指型）,,原始的,Lange,耦合器和展开型,Lange,耦合器,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,25,,7.8,,180,o,混合网络（反对称）,,微带环形混合网络,——,奇偶模分析,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,

12、》,7-,26,,,渐变耦合线混合网络,——,奇偶模分析,,波导混合结或魔,T,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,27,,7.9,,其它,耦合器,Moreno,正交波导耦合器,——,十字孔定向耦合器,,两个十字孔必须开在同一个对角线上。,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,28,,Schwinger,反向波导耦合器,,窄缝的位置。,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,29,,Riblet,短缝波导耦合器,,需要缩短相互作用区的波导宽度。,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,7-,30,,,对称渐变耦合线耦合器,,平面线上有孔的耦合器,,平面线的场计算比波导复杂。,《,微波工程,》,《,第,7,章,功率分配器和定向耦合器,》,