【正文】 具體表現為在材料的各個方向上，它的導磁率不同， 因而此時它的導磁率不再是簡單的標量，而應是一張量形式，稱之為張量導磁率，用 [?] 表示。 118 鐵氧體器件 鐵氧體是一種陶瓷類材料，它由金屬氧化物的混合物燒結而成，其化學成分為 MO?Fe2O3，這里的 M代表錳、鎂、鋅、鎳、鈷等金屬。 115 圓極化器的問題， 在每個幾何結構的端口上都有兩個極化互相垂直的 TE11波在傳輸，所以應把它看作四端口網絡 ，正如圖，其輸入端是端口 1和端口 2，輸出端是端口3和端口 4，雖然介質片對 TE11波是有擾動的，并且還存在著反射，忽略了這些枝節(jié)問題， 將它當作理想的圓極化器，根據以下性質，寫出它的散射矩陣 。在這種情況下，器件幾何形狀上或機械上的單一端口就看作微波網絡的單一端口。 ，故兩個線極化波的幅度相等，那么在輸出端口將形成圓極化波 。 如果兩個線極化波幅度相等并且在空間方向互相垂直，相位相差 90176。 環(huán)形電橋與前述的二分支電橋相比具有較寬的頻帶特性，但由于其隔離臂夾在兩平分臂之間，在平衡混頻器的應用中為得到平衡輸出，在結構上帶來困難。 110 對于 3dB定向耦合器， H1=H2＝ 21/2 111 對于 3dB定向耦合器，歸一化特性阻抗 H1=H2＝ 21/2 ，即環(huán)帶的特性阻抗為引出臂的 21/2倍。參量轉換為 s參量，得到奇偶模的反射系數和傳輸系數分別為 221 2 12212121eH H jHHH???????221 2 12212121oH H jHHH???????2221221ejHHH?????2221221ojHHH????? （ ） （ ） （ ） （ ） 108 對于理想定向耦合器應有 221211 22121 021eo HHsHH? ? ? ??? ? ???即 2212 1HH?? （ ） 將式（ ）、式（ ）代入式（ ）得 s13=(TeTo)/2=0 可見端口 3是隔離口。 二端口網絡的偶模等效電路如圖 （ a）所示。 圖 微帶平衡混頻器 104 微帶環(huán)形定向耦合器 微帶環(huán)形定向耦合器，又稱微帶環(huán)形電橋，如圖 ，其 各引出臂的歸一化特性導納為 1，環(huán)形導帶分成四段，它們的歸一化特性導納分別為 H1和 H2。上面的分析結果也表明， 當分支線定向耦合器的各臂特性導納滿足一定關系時，其輸入口無反射，隔離臂無輸出，以及直通臂和耦合臂的輸出電壓間有 π/2的相位差 ，這些正是理想定向耦合器的主要特征。參量后，換算為 s參量，得到奇偶模的反射系數和傳輸系數分別為 221()21 ()eGjHHHGGjHH H H????? ? ? ?221()21()oGjHHHGGjHH H H????? ? ?2221()eTGGjHH H H?? ? ? ?2221()oT GGjHH H H?? ? ? （ ） （ ） （ ） （ ） 100 由式（ ）， 定向耦合器端口 1的反射系數 s11為 s11＝ (Гe+Гo)/2， 由式（ ）， 端口 1至端口 4的傳輸系數 s41為 s41＝ s14＝ (Гe－ Гo)/2 作為理想定向耦合器應有 s11＝ 0， s41＝ 0。矩陣 。1]和 [ 227。]=[ 227。 奇偶模法將四端口網絡的問題分解為兩個二端口網絡來處理。圖中 G、 H為定向耦合器各段微帶線的歸一化特性導納值（對入端微帶線的特性導納歸一化） 。 95 微帶分支線定向耦合器 微帶分支線定向耦合器 由兩根平行導帶組成，通過一些分支導帶實現耦合 。矩陣參量換算為 s矩陣參數，故奇偶模的反射系數分別為 ( ) sin2 c os ( ) sinCe Ce e e e C Ceee e e e Ce CC CeZZjZZa b c dZZa b c djZZ????? ? ?? ? ?? ? ? ??( ) si n2 c os ( ) si nCo Co o o o C Cooo o o o Co CC CoZZjZZa b c dZZa b c djZZ????? ? ?? ? ?? ? ? ??由式（ ）， 定向耦合器端口 1的反射系數 s11為 11( ) s in ( ) s in122 2 c o s ( ) s in 2 c o s ( ) s inC e C C o Ce o C C e C C oC e C C o CC C e C C oZ Z Z ZjjZ Z Z ZsZ Z Z ZjjZ Z Z Z??? ? ? ???????? ? ?? ? ?? ? ? ???92 為使端口 1無反射，應令 s11=0， 解得 C Ce CoZ Z Z? （ ） 二端口網絡 奇偶模的傳輸系數 為 22 c os ( ) sineoCe CoCo CeTTZZjZZ??????（ ） 上式中已將無反射條件式（ ）代入。并且由于其結構的對稱性，主、副二端口網絡是相同的 。 微帶耦合線定向耦合器 圖 ， 它是一種上下、左右結構都具有對稱性的定向耦合器，可利用奇偶模分析法對其進行討論 。 偶模是寬度為 2a的矩形波導中的 TE10波，奇模則是 TE20波。展開上式得 1 1 1 4s=21osb ? 1 2 1 32s=2osb ?1 3 1 23s=2osb ?1 4 1 14s=2osb ? 80 同樣引入單根波導的奇模反射系數 Гo和傳輸系數 To為 141 1 1 414= ooooobb ssaa? ? ? ?231 2 1 314= ooooobbT s saa? ? ?（ ） （ ） 由 ?e、 Te和 ?o、 To的表示式很容易求散射矩陣的各參量為 e11 = 2os ? ? ? e12 = 2oTTs ?e13 = 2oTTs ?e14 = 2os ? ? ?（ ） () () () 81 對于對稱結構的定向耦合器，利用奇偶模理論將其等效的四端口網絡分解為兩個相同的二端口網絡，先求二端口網絡的反射系數 ?e和 ?o與傳輸系數 Te和 To，然后利用上列四式求其散射參量，使問題得以簡化。顯然如此分解的奇偶模激勵時的內向波幅度皆為 1/2。 首先分析其結構不僅上下對稱，而且左右也對稱的情況。 存在兩類對稱理想定向耦合器。 （ 2）方向性 D：定義為副波導耦合臂與隔離臂輸出功率之比，即 3 1 34 1 4||1 0 l g 2 0 l g ( )||PsD d BPs??通常要求方向性 D愈大愈好，理想情況下 D為無窮大。 十字孔開在波導寬壁中心線的一側（不對稱結構）。 傳輸到 T4參考面上的 aˊ 波相對于 a波在行程上多走了（ λ g/4） 2＝ λ g/2， 故相位上滯后 π ，因此兩波相互抵消，使得端口 4的輸出功率 P4＝ 0；而端口 3上的 b波和 bˊ 波兩者行程一樣，故應同相疊加，使得 2 2 21131 ( 2 | | ) 2 | |2 k a k aP ??66 圖 波導定向耦合器原理圖 端口 3稱為耦合臂，端口 4稱為隔離臂，端口 2稱為直通臂。若功率從端口 1輸入，則稱端口 1和 2之間的波導為 主波導 ，端口 3和 4之間的波導為 副波導 。 4 4 2 3 11? ?()2b b a? ? ? ? ?4 2 3 11 ()2ba? ? ? ?241 zj k lb a e ???4=0 63 定向耦合器的機理、技術指標和分析方法 定向耦合器是一種具有方向性的功率分配器。魔 T電橋可以用來比較或測量微波阻抗。適當選取參考面 T T2和 T4的位置，使 α=β=0，于是 () 1 2 2 412ss??57 [s]H的第二行與 [s]的第二列相乘得 () 將式 ()代入上式，得 上式中，兩項皆為正值，其和為零，故必須分別為零，即 2 2 2 212 22 23 24 1s s s s? ? ? ?2222 23 0ss??S22=0, S33=0 58 魔 T散射矩陣為 () S22=S33=0，這表明當端口 1和 4匹配后，端口 2和 3將自動實現匹配。一種簡化的示意圖代表魔 T，如圖 (c)所示。 由前面的分析可知， 端口 1進入的TE10波在端口 2和 3是等幅同相輸出的，端口 4進入的波在端口 2和 3是等幅反相輸出的。 其散射矩陣為 () ? ?1102210021002S???????????????????51 作為功分器的逆過程，若兩路相同的信號從端口 2和 3同時輸入時，則端口 1的輸出是這兩路的功率之和，此時稱之為功率合成器。 22110ccZZy RZ??? ? ? ?????1 2 cZZ?2 cRZ?，解得 50 一般情況下， Zc=50Ω ，故隔離電阻 R=100Ω 。 用導納矩陣討論網絡并聯問題比較方便。 46 由于兩路結構的對稱性，保證了兩路功率平分。 輸入線和輸出線的特性阻抗均為 ZC，兩段長度為 ?g/4 的分支線特性阻抗 圖 三分貝微帶線功分器 1 2 cZZ?45 在分支線的末端 A、 B兩點跨接一個電阻 R ，其值為2ZC。 2212 13 1ss??2212 23 1ss??2213 23 1ss??*1 3 2 3 0ss ?1行 ,1列 2列 2行 ,2列 3行 ,3列 41 性質 2 無耗互易三分支的兩個端口不可能同時實現匹配，否則退化為二端口網絡。 性質 1 無耗互易三端口網絡不可能同時實現匹配，即其散射參量 sii(i=1,2,3)不可能全部為零。 圖 HT分支激勵情況 33 以上僅僅是 根據場的概念所作的定性的判斷推測 ， 根據微波網絡理論作進一步的分析 對于 ET分支，由于其 結構的對稱性 ，應有 1 1 2 2ss?ij jiss?因其是 互易網絡 ，必有 ( i j 1 2 3 )， ＝ ， ，由圖 (a)所示特性，應有 2 3 1 3ss??34 11 12 1312 11 1313 13[]0S S SS S S SSS???????????設在端口 3上將網絡本身調好匹配 ，即 S33=0 ，則 ET分支的散射矩陣可以寫成 由于 網絡無損耗 ，故應滿足酉條件，即 ? ? ? ? ? ?1Hss ?35 [s]H的第一行乘以 [s]的第一列，得 [s]H的第三行乘以 [s]的第三列，得 () 故 設 式中， 為任意角，它取決于端口 1和 3參考面的位置。 31 圖 (a) :波從端口 3輸入時，端口 1和 2有等幅反相波輸出 ； 圖 (b) :端口 1和 2等幅反相激勵時，端口 3有輸出 ； 圖 (c):端口 1和 2等幅同相激勵時，端口 3無輸出。 28 一段長度為 l 的模式抑制器，可視作二端口網絡，當其制作理想時，對被抑制的模式，其散射矩陣應為 而對順利通過的工作模式，其作用如同一段均勻傳輸線，其散射矩陣應為 29 波導 T形分支 ET和 HT分支 在微波系統(tǒng)中， 波導 T形分支用來將功率進行分配或合成 ，常見的有 ET分支和 HT分支，分別如圖 (a)和 (b