无源器件讲义.ppt

1、无源器件原理及介绍,无源器件 像滤波器、分配器、谐振回路等以实现信号匹配、分配、滤波等 有源器件 像微波晶体管、微波固态谐振器等以实现信号产生、放大、调制、变频等 各种无源、有源元器件是微波系统的重要组成部分，它们的功能是对微波信号进行必要的处理和变换,简介,微波器件,器件工作原理 关键技术参数 器件选型,无源器件器件,器件工作原理,无源器件器件,传输线分类 ： 1、微带线,无源器件器件,器件工作原理,2带状线,无源器件器件,器件工作原理,3、同轴线,无源器件器件,器件工作原理,关键技术参数 工作带宽 插入损耗 回波损耗 带外抑制 无源交调 功率容限,无源器件,微波元器件按性质分为三类： 线性

2、互易元器件 线性非互易元器件 非线性元器件,分类,微波器件,线性互易元器件只对微波信号进行线性变换而不改变频率特性，并满足互易定理 主要包括：连接匹配元件、功率分配元器件、微波滤波器件及微波谐振器件等 线性非互易元器件包括：铁氧体器件（隔离器、环行器等） 非线性元器件能引起频率的改变从而实现放大、调制、变频等,分类,微波器件,从工程应用的角度重点介绍 连接匹配元件 功率分配元器件 微波谐振元件 微波铁氧体器件,无源器件,连接匹配元件： 终端负载 微波连接元件 阻抗匹配元件,无源器件连接匹配元件,简介,终端负载： 连接在传输系统终端实现终端短路、匹配、标准失配等功能的元件,终端负载,无源器件连接

3、匹配元件,匹配负载：是一种几乎能全部吸收输入功率的单端口元件。 同轴线匹配负载是由在同轴线内外导体间放置圆锥或阶梯形吸收体构成 微带匹配负载一般用半圆形的电阻作为吸收体，具有频带宽，功率容量大的特点。 失配负载：既能吸收一部分微波功率又反射一部分微波功率，一般制成一定驻波的标准失配负载，主要用于测量。 短路负载：实现微波系统短路的器件。,终端负载,无源器件连接匹配元件,性能指标： 工作带宽 回波损耗 无源交调 功率容限 接头类型,终端负载,无源器件连接匹配元件,衰减器是二端口互易元件 衰减器最常用的是吸收式衰减器 工程中通常使用的是同轴型衰减器 由“”型或“T”衰减网络组成。 同轴衰减器通常有

4、固定及可变衰减两种。,衰减器,无源器件连接元件,衰减器主要用于检测系统中控制微波信号传输能量、消耗超额能量，因而扩展信号测量的动态范围，诸如功率计，频谱分析仪，放大器，接收器等。,衰减器,无源器件连接元件,衰 减 值： 标准衰减值从0分贝至 60分贝，在0至20分贝的范围内可以0.5分贝递增，20至30分贝范围通常以1分贝递增，更大的衰减值由用户指定 频响与带宽 ： 同轴衰减器通常工作于标称的宽频带内。 平均功率 ： 为使器件特性不发生改变或免受永久性损坏所允许的最大连续功 率值，衰减器的能量耗散单元具有热转换功能，高功率衰减器需要散热片、散热 器或二者的结合使用。 峰值功率 ： 为器件特性不

5、发生改变或免受永久性损坏所允许的最大脉冲功率 系值，对应于一定脉宽和循环周期脉冲的传输，传输功率与连续功率的百分比为 负载数（负荷因数）。,衰减器性能指标,无源器件连接元件,在微波系统中，需将微波功率按一定比例分成两路或多路，必须使用功率分配器件。 功率分配器包括：定向耦合器、功分器、微波分支器。,简介,无源器件功率分配元器件,定向耦合器是一种具有定向传输特性的四端口元件，是由耦合装置联系在一起的两对传输系统构成的。如图示： 耦合装置的耦合方式有孔、分支线、耦合线等形成不同的定向耦合器。,无源器件功率分配元器件,定向耦合器,(1) 耦合度 输入端“”的输入功率P1与耦合端“”的输出功率P3之比

6、定义为耦合度，记作C。 C=10 lg （dB）,无源器件功率分配元器件,定向耦合器,(2) 隔离度 输入端“”的输入功率P1与隔离端“”的输出功率P4之比定义为隔离度，记作I。 I=10 lg （dB）,无源器件功率分配元器件,定向耦合器,(3) 定向度 耦合端“”的输入功率P3与隔离端“”的输出功率P4之比定义为定向度，记作D。 D=10 lg =20 lg =I-C （dB）,无源器件功率分配元器件,定向耦合器,(4) 输入驻波比 端口“、”都接匹配负载时的输入端口“”的驻波比定义为输入驻波比。 =,无源器件功率分配元器件,定向耦合器,工作带宽 工作带宽是指定向耦合器的上述C、I、D、等

7、参数均满足要求时的工作频率范围。,无源器件功率分配元器件,定向耦合器,双分支定向耦合器原理,无源器件功率分配元器件,定向耦合器举例,平行耦合微带定向耦合器（反向）,无源器件功率分配元器件,定向耦合器举例,用途： 信号注入 功率流监测 测定驻波比 信号采样,无源器件功率分配元器件,定向耦合器应用,主要技术参数 工作频带 插入损耗 回波损耗 耦合度 方向性 功率容量 接头类型 无源交调,无源器件功率分配元器件,定向耦合器,在微波电路中，为了将微波功率按一定比例分成两路或多路，必须使用功率分配器。 功率分配器类型很多，有同轴线型、带状线型或微带线型等。 功率分配器的主要指标有：功率分配比、工作频带、

8、输出口隔离、输入电压驻波比等。在大功率系统中还有功率容量的要求,功率分配器,无源器件,主要工作参数： 工作频带 插入损耗 分配比 隔离度 驻波比 功率容量 无源交调 接头类型,功率分配器,无源器件,插入损耗 是分配损耗以外的不可还原的损耗，当分配器用作合成器时的损耗称为合成损耗，合成损 耗等于插入损耗+分配损耗。当合成器输入信号幅度频率相位均相同时，合成损耗中的分配损耗为0。,功率分配器,无源器件,合路器,无源器件,功率分配与合成，包括电桥和频段混合器 电桥适用于同频段信号合路 频段混合器适用于不同频段信号的合路,3分贝电桥,无源器件,微波混合电桥是一四端口网络，它的特性是其中有两个端口相互隔

9、离，另两个端口等功率输出，可以用作等功率分配器。 微波混合电桥的主要指标有：功率平衡度、相位平衡度、隔离度、输入电压驻波比、工作带宽等。,3分贝电桥,无源器件,RB-NKC1等系列大功率电桥，也叫合路器，是用于把两个基站的信号或两路载波信号合路馈送到天线或电缆中，每一天馈系统都具有两个载波的信号，或是把一路载波等分成两路输出到天馈系统中。 大功率电桥有800960MHz、17102200MHz、8002200MHz三种频段，每一种频段的大功率电桥都有N-K和D-K（7/16）型两种接头形式。 大功率电桥具有输入隔离度高、RF损耗小、功率容量大的特点。,滤波器,无源器件,滤波器是一种二端口网络，

10、有选择频率的特性。 分类：低通、高通，带阻、带通。 技术：二项式（巴特沃斯），切比雪夫、椭圆函数, RF插入损耗 波纹 带宽 矩形系数 阻带抑制,主要参数：,双工器,无源器件,双工器是频分双工体制收发信系统的一种重要部件，起着对接收机和发信机在同时工作时收发频率隔离作用，一般由收发滤波器组成，后接一共有部件至天线。,GSM/CDMA频段合路器,无源器件,GSM/CDMA双频段合路器是为了满足移动通信实际工程而设计，其原理是GSM频段和CDMA频段两种滤波器的有效组合。采用压缩、陷波和高Q值等先进的设计方法、数控加工及铝镀银工艺综合而成，使其具有合分路损耗小、双频段间抑制度高、功率容量大、温度稳

11、定性好等特点。,原理,频段合路器,无源器件,实现GSM、CDMA频段合路输出，亦可实现频段间信号的分路输出，工程中使两个信号分别从GSM、CDMA端口输入，ANT端口输出，实现合路功能。也可将双频信号从ANT端口输入，分别从GSM、CDMA端口输出，实现分路功能。,功能,频段合路器,无源器件,被测信号与信号源在规定温度下相连接，给施加指定频率，持续4小时时间，指标变化应小于10%。 大功率状态下工作要求器件有良好匹配与足够隔离（良好的匹配能使信号有效地从发信机传输到天线，足够隔离使发信机互不影响，避免互相干扰）。,功率容限,功率分配器,RD-5xN/NP-B系列宽频带微带功分器，使用在8002

12、200MHz频段，覆盖了CDMA、GSM、DCS、3G等频段，适用于室内分布系统蜂窝网的功率均等分配，主要使用在中低功率场合。 RD-5xN/NP-F系列宽频带功分器，使用在8002200MHz频段，覆盖了CDMA、GSM、DCS、3G等频段，适用于室内和室外分布系统蜂窝网的功率均等分配，可使用在大功率场合。,无源器件,功分器,功分器,RD-52 （ 3/4）N/NP-C0,功分器,RD-52（ 3/4）S/SP-C0,功分器,RD-5 2 （3/4）N /NP-F1,功分器,RD-5 2 （3/4）N /NP-F2,功分器,RD-5 2 （3/4）N /NP-B0,功分器,RD-5 2 （3/4）N /NP-B2,功分器,RD-52（3/4）D/DP-F0,耦合器,耦合器,RC-5PJ/PK/NK-xxC,耦合器,RC-5PJ/PK/NK-xxD,耦合器,RC-5NK/NK/NK-XXF1,耦合器,RC-5NK-03F,耦合