微波技術(shù)與天線第五章微波元(編輯修改稿)
2025-05-27 23:15 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 性元件 微帶元件的實(shí)現(xiàn)方法 串聯(lián)電容的實(shí)現(xiàn) ?實(shí)現(xiàn)方法 微帶間隙。 ?微帶間隙可等效成一 Π 型電容網(wǎng)絡(luò)。 微帶間隙越小，串聯(lián)電容 C12就越大，并聯(lián)電容 C1就越小。 ?導(dǎo)體帶條的寬帶不可能太大。為了獲得大的串聯(lián)電容，可將導(dǎo)體帶條切斷處做成對(duì)插形。 2022/5/24 30 微波電抗性元件 微帶元件的實(shí)現(xiàn)方法 并聯(lián)電容的實(shí)現(xiàn)（方法 I ） ?圖（ a）中，帶條寬度為 W’較寬微帶線段是特性阻抗為 Z0’的低阻抗線段， Z0’ 鄰接微帶線特性阻抗 Z0： ?其 T型等效電路 中的兩個(gè)串聯(lián)電感可略去不計(jì)，等效電路中只剩下一個(gè)并聯(lián)電容。 p00Lp00C v2l39。Z2l39。ZX,v39。Zl39。ZlB ???? ????2022/5/24 31 微波電抗性元件 微帶元件的實(shí)現(xiàn)方法 并聯(lián)電感的實(shí)現(xiàn) 長度為 l的終端短路傳輸線的輸入阻抗為： ? 當(dāng) lλ/4時(shí)，輸入阻抗為感性。 ? 當(dāng) λ/4 lλ/2時(shí)，輸入阻抗為容性 。 ? 無論傳輸線的輸入端是呈感性還是容性，其電抗與頻率的關(guān)系都是非線性的。 ? 低頻時(shí)電感和電容的電抗與頻率是成正比的。 二者之間區(qū)別的主要原因就是微波傳輸線為分布參數(shù)元件，低頻時(shí)為集中參數(shù)元件。 )lvt a n (jZ)l2t a n (jZjX)zt a n (jZZ )zt a n (jZZZZp000ZL00L0in L????? ???????2022/5/24 32 微波電抗性元件 微帶元件的實(shí)現(xiàn)方法 并聯(lián)電感的實(shí)現(xiàn) ?當(dāng) lλ 時(shí)，輸入阻抗表達(dá)式可近似為： 結(jié)論：當(dāng)滿足 lλ時(shí)， 終端短路線 的輸入阻抗與頻率 呈正比關(guān)系， 可近似等效為一個(gè) 并聯(lián)的集中電感 。 ?當(dāng) l=λ/8 ~λ/10時(shí)，可認(rèn)為 lλ 。 )lv(jZ)l2(jZ)l2t a n (jZjXZp000in????? ????2022/5/24 33 微波電抗性元件 微帶元件的實(shí)現(xiàn)方法 并聯(lián)電容的實(shí)現(xiàn)（方法 II ） 長度為 l的終端開路傳輸線的輸入阻抗為： ? 當(dāng) lλ 時(shí)，輸入電納表達(dá)式可近似為 ： 結(jié)論：當(dāng)滿足 lλ 時(shí)， 終端開路線 的輸入導(dǎo)納與頻率呈正比關(guān) 系，可等效為 并聯(lián)的集中電容 。 )l2t an(jYjBY)l2c ot (jZjX)zt an(jZZ )zt an(jZZZZ 0Cin0ZL00L0in L ?????? ??????????p000Cin vljY)l2(jY)l2t a n (jYjBY ????? ????2022/5/24 34 微波電抗性元件 微帶元件的實(shí)現(xiàn)方法 諧振電路的實(shí)現(xiàn) ?方法 I 利用微帶電感和微帶電容實(shí)現(xiàn)微帶諧振電路。 2022/5/24 35 微波電抗性元件 微帶元件的實(shí)現(xiàn)方法 諧振電路的實(shí)現(xiàn) ?方法 II 利用四分之一波長終端開路或短路的分支線實(shí)現(xiàn)微帶 諧振電路。 ? 終端短路時(shí)： ? 終端開路時(shí)： ? 當(dāng) l=λ/4時(shí)： 四分之一波長終端短路或開路的分支線在其輸入端所 呈現(xiàn)的阻抗分別為 ∞ 或 0，與并聯(lián)諧振電路或串聯(lián)諧振 電路具有相同的阻抗特性，故可等效成諧振電路。 ???? in0in Z)lt a n (jZZ ?0Z)lco t (jZZ in0in ??? ?242l ????? ???2022/5/24 36 微波電抗性元件 微帶元件的實(shí)現(xiàn)方法 諧振電路的實(shí)現(xiàn) ?方法 II ? 四分之一波長終端開路線的輸入阻抗為 0，與串聯(lián)諧振電路相同，故等效為并聯(lián)的串聯(lián)諧振電路。 ? 四分之一波長終端短路線的輸入阻抗為 ∞ ，與并聯(lián)諧振電路相同，故等效為并聯(lián)的并聯(lián)諧振電路。 2022/5/24 37 衰減器 衰減器 作用 對(duì)通過它的微波能量產(chǎn)生衰減。 散射矩陣 移相器 作用 對(duì)通過它的微波信號(hào)產(chǎn)生一定的相移，但能量無衰減。 散射矩陣 ?????????00][lla eeS??? ? 0 0 jj eS e ?? ????? ????2022/5/24 38 衰減器 按是否可調(diào)分類 固定衰減器 可變衰減器 按工作原理分類 吸收衰減器（有能量損耗） 截止衰減器（無能量損耗） 2022/5/24 39 吸收式衰減器的工作原理 在波導(dǎo)內(nèi)放入與電場(chǎng)方向平行的吸收片。 當(dāng)微波能量通過吸收片時(shí)，將吸收一部分能量而產(chǎn)生衰減。 衰減器 2022/5/24 40 作用 接在傳輸系統(tǒng)終端的單端口微波元件，能幾乎無反射的吸收入射波的全部功率（ ρ=1， Γ=0） 。 構(gòu)成 匹配負(fù)載是由 吸收材料 和 匹配段 構(gòu)成。 根據(jù)吸收材料的幾何形狀 ?面吸收式：用于小功率微波系統(tǒng) ?體吸收式：用于大功率微波系統(tǒng) 根據(jù)吸收材料的種類 ?固體：金屬電阻膜，碳化硅 ?液體：水 匹配負(fù)載 2022/5/24 41 匹配負(fù)載 設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)微波匹配負(fù)載的基本原則 端口在盡量寬的頻帶內(nèi)保持阻抗匹配，要求吸收材料的邊界緩慢過渡。 采用功率容量大的吸收材料，吸收材料盡量放置在強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)。 2022/5/24 42 匹配負(fù)載 匹配元件的主要技術(shù)指標(biāo) 功率容量 功率容量為數(shù)百毫瓦以下的匹配負(fù)載為小功率匹配負(fù)載。 工作帶寬 寬帶匹配負(fù)載：相對(duì)帶寬 10％ 帶內(nèi)駐波比 ρ= ~ ?相當(dāng)于 ％ ~ ％ 的入射功率被負(fù)載吸收。 2022/5/24 43 1 2 3 4 1 4 匹配負(fù)載 應(yīng)用 微波元器件的 閑置端口 都必須配置匹配負(fù)載。 波導(dǎo)型定向耦合器 4端口配置了一個(gè)小功率匹配
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