网络参量的性质

1、1微波网络nZ YA S矩阵n网络参量之间的互换n网络参量的性质n二端口微波网络的工作特性参量n电压传输系数，插入衰减，工作衰减，插入相移，插入驻波比n二端口网络的等效电路n 型和T型网络n网络的串联、级联与并联n求解2上次课内容回顾a1a2b1b2vabiab 0.0Sa1a2b1b2S 11 22l1l2a1b1a2b2 2121000022211211jjjjeeSSSSeeS参量之间的转化散射参量的定义散射参量的性质3网络参量的性质4网络参量的性质n互易性n无源二端口网络中填充各向同性媒质时n互易网络又称可逆网络，此时网络参量应满足互易条件。 )(,kjZZZZjkkjT )(,kjY

2、YYYjkkjT )(,kjSSSSjkkjT )(,kjSSSSjkkjT网络参量的性质互易网络，求证 1IIIIz izaz bvabzbzaSzz 1112211122avizibvizi 1IISzz 1IITSzz6网络参量的性质n对称性n对称网络可以反向使用，性能不变。nZ11Z22 Z12Z21;Y11Y22 Y12Y21; S11S22 S12S21n对称网络首先必须是互易网络n无耗网络S参量的么正性（一元性），对于无耗网络，因其损耗功率P0，则nIS+S=0 +Hermite Hermite 符号，符号，表示共轭转置或转置共轭表示共轭转置或转置共轭 + += = * * T

3、T=( =( T T) )* *7 功率功率 后一项的实部显然等于后一项的实部显然等于0 0，于是可见，于是可见 *11Re()Re()()22TTTavPviabab *1Re ()()2TTTTaabbbaab *1Re()2TTavPaabb无耗网络08a1a2b1b2无耗网络22111122PaPb2211112PPPab aSb 21bbb 21aaa物理意义是功率等于入射功率减去散射功率。物理意义是功率等于入射功率减去散射功率。 9证明无耗条件具体为证明无耗条件具体为Pav=0Pav=0无耗网络 *1Re()02TTavPaabb *TTTaaaSSa *ITSS 1*TSSn则n

4、若 网络参量的性质*1,NkikjijkS Si j, 对于所有*11NkikikS Sij*10,NkikjkS Sij无耗网络S参量的单元特性说明S的任一列与此列的共轭点乘等于1无耗网络S参量的零特性;说明S的任一列与不同列的共轭点乘为0假如网络是互易的，则S是对称的，对于散射参量的各行，可以同样陈述。11基本电路单元的网络参量矩阵zy10z1111zzzz1111yyyy0000csccscjZ ctgjZjZjZ ctg000011csc11cscjctgjZZjjctgZZ10zz222222zzzzzz 101y222222yyyyyy00cossin1sincosjZjZ00jj

5、ee二端口微波网络的工作特性参量n电压传输系数T:n网络输出端接匹配负载时，输出端参考面上的反射波电压与入射参考面上的入射波电压之比. 12a1a2b1b2021212aabST=S21二端口微波网络的工作特性参量n插入衰减Li：网络未插入前负载吸收的功率与网络插入后负载吸收的功率之比的分贝数2201112LLPa 2112221LS abS未插入前负载的吸收功率网络插入后负载的吸收功率222112222221111221LLLLSaPbS S2220221110lg10lgLLiLSPLPSL二端口微波网络的工作特性参量n工作衰减:网络输入输出端接匹配负载时，则插入衰减仅与网络参量有关称为工

6、作衰减LAn无耗网络dBSLA2211lg10dBSLA21111lg102212112112212112111lg1011lg10111lg10SSSSSSLA反射衰减吸收衰减二端口微波网络的工作特性参量n插入相移: 网络输出端接匹配负载时，输出端反射波对输入端入射波的相移。即为b2与a1的相位差 n令输入端入射波电压和输出端反射波电压分别为n插入驻波比：网络输出端接匹配负载时，输入端的驻波比。n输入端驻波比与输入端反射系数模的关系为15212211 jjebbeaa12221012jaeSabT21argargTS11111111SS16习题16 045214521045210045214

7、521004521045214521901 . 0000000000S问： 1.如果其他端口都匹配，端口1的回波损耗？2.其他端口都匹配，2、4端口之间的插入相移？3.如果3端口短路，其他端口匹配，可否求出从1口看入的反射系数？17 型和T型网络18二端口网络的等效电路n从同轴线到微带线转换时物理上的不连续性在接头附近可能储存有电能和/或磁能，导致电抗效应。这些电抗的特性可以用测量或理论分析获得。转换器的特性可以用二端口网络的网络参量表示转换结构转换结构黑盒子表示二者的转换黑盒子表示二者的转换等效电路等效电路19二端口网络的等效电路122220BCIVZZZI11212220CCBCIZVVZ

8、ZII ZZ211110ACIVZZZI二端口网络的等效电路20 122232ZZZZZZZ21Problem：求pi网络的Y参数 122232YYYYYYY22网络的连接23网络的串联、级联与并联n串联网络总阻抗矩阵等于两子网络阻抗矩阵之和 n并联网络总导纳矩阵等于两子网络导纳矩阵之和 n级联网络总转移矩阵等于两子网络转移矩阵的乘积 12 niiZZ1 niiYY1 niiAA124 网络的串联 baZZZ25串联babaIIIIII222111bbbbbaaaaaIIZVVIIZVV2121212126 bbbbaaaababbbbaaaabaIZIZIZIZVVVIZIZIZIZVVV2

9、22121222121222212111212111111bbbbbaaaaaIIZVVIIZVV21212121 2222212121222121222121221212111112121112121111IZZIZZIZIZIZIZVIZZIZZIZIZIZIZVbababbaabababbaa21222221211212111121IIZZZZZZZZVVbabababa串联2712 21YYY28级联222222111111IVDCBADCBAIV29例题：求导纳矩阵Z3Z3Z1Z1Z1Z1Z2Z230法一：矩阵运算Z1Z1Z1Z1Z2Z2Z3Z3Z3Z3Z1Z1Z1Z1Z2Z2Z1Z

10、1Z1Z1Z2Z2Z3Z31231Z1Z1Z1Z1Z2Z2Z3Z32122211ZZZZZZZ333311112ZZZZY 2121213212123212123212121321212121.ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZY32011211IIVZ021212IIVZ法二：按照定义，求Y矩阵Z3Z3Z1Z1Z1Z1Z2Z20121.IZ0221.IZ33PROBLEMS34法一00cossin1sincosjZjZ 212abcdaSabcdabcd 0201010201010202ZBAZZ ZaZC Z ZDZ10zy101y1011202211220102cossinco

11、ssin1011sincossincos1jZjZAjjj CZZ35法二 0201010102020ZZaZy Z ZZy101Ay 212abcdaSabcdabcd a1a2b1b2S 11 22l1l2a1b1a2b2 2121000022211211jjjjeeSSSSeeS作业n有一个二端口网络如图。试求：（1）R1，R2 满足何种关系，网络的输入端反射系数为零；（2）在上述条件下，若使用网络的工作衰减 时， R1，R2 各是多少？图中/4为理想传输线，特性阻抗为 。3620aLdB50cZ 37二端口网络信号流图38信号流图n节点（node）：每一个变量设计为一个节点n对于给定的

12、系统，节点变量的设置是任意的n信号流图不唯一n分支（Branch）：连接两个节点之间的有向线段n每一个分支起始于独立变量而终止于非独立变量n入射波为独立变量，反射波为非独立变量n每一个S参数设计为一个分支n信号在分支上，只能沿箭头单向传递n每一个节点为所有输入分支之和111 1122bS aS a221 1222bS aS a39信号流图n两个分支串联后的增益等于两个串联分支增益之积，共用节点可以消去。 (串联法则)332232212VS VS S V40信号流图n两个分支并联后的增益等于两个并联分支增益之和，节点不变。 (并联法则)n如果一个分支起始点和终点为同一个节点，则此节点可以用自环增益代替。(自闭环法则)2111()ababVS VS VSS V221 12223322VS VS VVS V322131221S SVVS41信号