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文档简介

分析微波工程7.6耦合线定向耦合器1.耦合传输线：各个传输线的电磁场的相互作用，在传输线之间可以有功率耦合2.组成：三个或则更多导体组成3.三个耦合传输线的几何形状7.6.1耦合线理论1.假设传输的是TEM模在右图中，代表两个条状导体之间的电容；和代表每个条状导体和地之间的电容，假设，即导体的尺寸和位置是相同的2.偶模：电流幅值相等，方向相同电场关于中心线偶对称，两根带状导体之间没有电流流过，图下如，其中等效于开路，;特征阻抗

3.奇模：电流的振幅相等，方向相反电力线关于中心线奇对称，两条带状导体之间电压为零，;特征阻抗7.6.2耦合线耦合器的设计如图7.31，3个端口接有负载阻抗,其中端口1用的电压驱动，内阻为，输入（端口1）也是匹配的，端口4是隔离的，端口2是直通端口，端口3是耦合端口对于偶模：有图7.31知道，在端口1处的输入阻抗表示为若令端口1处偶模的输入阻抗是奇模的输入阻抗是则通过分压原理可知：把这些结果待入化简结果可得：现在令则可以化简为：所以可以得到若满足通过分压有端口3的电压由可得定义c为可得同样可得耦合端口与直通端口与频率的关系曲线当时，耦合器长度为7.6.3多节耦合线耦合器的设计1.原因：带宽受限2.特点：一般多节耦合线耦合器的节数是奇数对于的单个耦合器，可以得到

当时，对于右图：7.7Lange耦合器产生原因：普通的耦合器耦合太松了。解决办法：提高边缘耦合线，（一种方法是用几根彼此平行的线）优点：a:容易达到3dB耦合比b:有一个倍频或者更宽的带宽c:有助于补偿偶模和奇模的不相等，还提高了带宽d:输出线（端口2和端口3）之间有90°相位差（说明一下：Lange耦合线是正交混合网络的一种）缺点：不实用，线太窄，连接线之间的加工是空难Lange耦合器电路图实际电路展开电路4线模型的有效电容对于偶模激励，对于奇模激励特征阻抗特征阻抗4线模型中一个分离对偶模电容奇模电容用2线耦合线表示4线传输线的偶模和奇模电容：又利用导出阻抗：特征阻抗电压耦合因数偶模和奇模特征阻抗7.8180°混合网络理想3dB的180°混合网络的散射矩阵180°混合节符号180度混合网络的几种形式：7.8.1环形混合网络的偶-奇模分析在物理结构的对称面上进行分解环形网络的散色波振幅利用ABCD矩阵计算可得利用表4.2（）则结论：1口匹配，4口隔离，2、3口功率等分且同相7.8.2渐变耦合线混合网络偶-奇模分析优点：a:可提供任意功9999999率分配比b:更大的带宽组成：耦合器有两根长度在0<z<L且有渐变阻抗的耦合线组成理论分析：耦合线和无耦合线的连接处（Z=L），渐变线的偶模和奇模的反射系数：端口2和端口4的散射参量叠加后：z=0,反射系数为：由于对称性：计算进入端口1和端口3传输系数：偶模，变压器ABCD矩阵：奇模，变压器ABCD矩阵：偶模和奇模传输系数：又由于计算S参量端口4到端口3的电压因数是由于可知功率守恒端口1偶模和奇模反射系数：s参量：7.8.3波导魔T定性解释工作原理7.9

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