第四章无源微波器件02

1、匹配负载匹配负载波导型固体匹配负载水负载同轴型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。一般在一段终端短路的波导内放置一块或几块劈形吸收片, 用以实现小功率匹配负载4.2 4.2 匹配元件和连接元件匹配元件和连接元件 接触弹簧片 g/4 A B A B C D TE10 (a) (b) 匹配元件匹配元件短路活塞短路活塞短路活塞的功用是提供一个可变电抗，由一段传输线内置可调短路装置构成，分为接触式和扼流式两类接触式波导短路活塞扼流式波导短路活塞4.2.1 4.2.1 匹配元件匹配元件电容膜片电容膜片对称性电容膜片对称性电容膜片非对称性电容膜片非对称性电容膜片等效电路等效电路4.2

2、.1 4.2.1 匹配元件匹配元件eYeYCA21eAeeeCeYYYjYtYjBY波导等效特性阻抗为：212ebZaabseeZZeeYY0CB 容性4.2.1 4.2.1 匹配元件匹配元件 T1 T2 L a T1 T2 t d a d (a) (b) (c) 电感膜片电感膜片波导等效特性阻抗为：212ebZaaadeeZZeeYY0CB 感性4.2.1 4.2.1 匹配元件匹配元件 a d s b C L T2 T1 (a) (b) 图4-2-5 谐振膜片a）结构 b）等效电路图4-2-6 分析谐振膜片的坐标系222121aabddsxd2ys2令12222ByAx1622A222224

3、4abB注：只要将膜片的4个顶点置于双曲线上，即可满足谐振条件。 谐振膜片谐振膜片可看成由电容和电感膜片组合而成4.2.1 4.2.1 匹配元件匹配元件 (a) (b) 图4-2-7 销钉a）容性销钉 b）感性销钉销钉销钉销钉由金属细圆杆构成销钉的工作原理与膜片类似4.2.1 4.2.1 匹配元件匹配元件螺钉螺钉可等效成并联可变电纳单元电路等效电纳的性质与其粗细及插入深度有关4.2.1 4.2.1 匹配元件匹配元件 (a) (b) (c) (d) 图4-2-8 螺钉a）单螺钉 b）双螺钉 c）三螺钉 d）四螺钉螺钉螺钉可以采用螺钉来实现第2章中所讲的枝节匹配器4.2.1 4.2.1 匹配元件匹

4、配元件 p/4 l=p/4 b1 Ze1 b3 Ze2 b2 Ze3 TE10 (a) (b) 图4-2-9 阶梯波导a）结构图 b）等效电路312eeeZZZ3 , 2 , 1212iaabZiei312bbb 阶梯波导阶梯波导4.2.1 4.2.1 匹配元件匹配元件图4-2-10 线性渐变波导渐变波导渐变波导渐变波导是一种宽频带匹配元件，其功用与渐变线类似4.2.2 4.2.2 连接元件连接元件 p/4 p/4 橡胶垫圈 A B C 主波导 平面凸缘 扼流凸缘 p/4 橡胶垫圈 槽深 p/4 图4-2-13 波导型抗流接头连接元件连接元件抗流接头可避免接触电阻损耗扼流接头扼流接头4.2.2

5、 4.2.2 连接元件连接元件 R R (a) (b) 图4-2-14 波导弯头a）E面弯头 b）H面弯头波导弯头波导弯头波导弯头用于改变TE10波的传输方向4.2.2 4.2.2 连接元件连接元件图4-2-15 扭波导扭波导用于改变改变TE10波的极化方向扭波导扭波导4.3 4.3 分路元件分路元件分路元件分路元件分路元件的功用是将一路微波信号按要求分成几路，或者将几路微波信号合成为一路。单单T T接头接头 T 3 1 2 I T 1 2 3 V T (a) (b) E-TE-T接头接头H-TH-T接头接头分支平面与主波导中TE10模式的电场E平行分支平面与主波导中TE10模式的磁场H平行

6、4.3.1 4.3.1 单单T T接头接头E-TE-T接头接头信号应该从E臂输入旁臂一和旁臂二输出等幅、反相的波做功率分配器用： 4.3.1 4.3.1 单单T T接头接头信号从旁臂1和旁臂2输入奇模激励做功率合成器用：两臂的输入信号等幅、反相思考：如两臂的输入信号等幅、同相时，输出为何种情况？偶模激励旁臂1和旁臂2输入的一对等幅同相的信号此时E臂无输出，无法当作功率合成器来使用。以上仅仅是根据场的概念所作的定性的判断与推测。在此基础上，根据微波网络理论作进一步的分析，以得到T分支的散射矩阵1、结构的对称性1122SS2、结构的互易性,1,2,3ijjiSSi j3、由左图可得2313SS 3

7、30S4、在设计时，E臂需设计好匹配，即3口是匹配的11121312111313130SSSSSSSS111213212223313233SSSSSSSSSS5、无耗网络需满足：ISS*T11121312111313130SSSSSSSSS1）2213131SS1312S2）2221112131SSS3）*131113120S SS S1112SS4）1112S1和2为任意相角，它取决于端口1、2、3参考面的位置，通过移动这三个参考面，并且端口1和端口2处的参考面对称移动，必然可以使得1和2为0，此时，在这组特定参考面下，E-T分支的散射矩阵为： 4.3.1 4.3.1 单单T T接头接头21312jSe022