1、第十一講 微波無源電路-I5.1引言 無論在哪個頻段工作的電子設(shè)備, 都需要各種功能的元器件, 既有如電容、電感、電阻、濾波器、分配器、諧振回路等無源元器件, 以實(shí)現(xiàn)信號匹配、 衰減、隔離、分路、吸收、反射、 濾波等; 又有晶體管等有源元器件, 以實(shí)現(xiàn)信號產(chǎn)生、放大、調(diào)制、變頻等。 微波系統(tǒng)由饋線、無源微波電路、有源微波電路以及天線組成。各種無源、有源元器件的功能是對微波信號進(jìn)行必要的處理或變換, 它們是微波系統(tǒng)的重要組成部分，需要研究其功能，結(jié)構(gòu)和特性。對微波元件共同考慮的問題是：工作頻帶、駐波系數(shù)、功率容量、體積和成本等。5.2 匹配負(fù)載匹配負(fù)載是一種幾乎能全部吸收輸入功率的單端口元件。在

2、理想情況下(a)(b)波導(dǎo)型、(e)(f)同軸型、(g)微帶型寬帶匹配負(fù)載、(c) 大功率匹配干負(fù)載、 (d)大功率匹配水負(fù)載。精密系統(tǒng)5.3波導(dǎo)與同軸連接元件(1) 波導(dǎo)接頭TE10模的矩形波導(dǎo)波導(dǎo)平接頭波導(dǎo)軛流接頭無機(jī)械接觸但有良好的電接觸，另外可用于大功率系統(tǒng)，但工作頻帶較窄。5.3波導(dǎo)與同軸連接元件(2) 同軸接頭要求：低駐波比，高頻下沒有高階模工作、在連接拆開反復(fù)操作之后的高重復(fù)性以及機(jī)械強(qiáng)度。接頭有插頭和插座之分。這里介紹N型和SMA型。N型頭插座的外直徑大約0.625in (1in2.54cm)，使用的頻率上限范圍為1118GHz，取決于同軸線尺寸大小，結(jié)構(gòu)結(jié)實(shí)但體積較大。5.3

3、波導(dǎo)與同軸連接元件(2) 同軸接頭插座的直徑為0.25in，它可以應(yīng)用頻率高至1825GHz的范圍，是目前應(yīng)用最廣泛的微波連接器，一般生產(chǎn)商會給出其性能指標(biāo)。5.4 短路器 不吸收入射波的任何能量而使其產(chǎn)生全反射。實(shí)用的短路器都作成可調(diào)的，稱為可調(diào)短路活塞。要求：保證接觸處損耗小，其反射系數(shù)的模值應(yīng)接近于1；當(dāng)活塞移動時，接觸損耗的變化要?。淮蠊β蔬\(yùn)用時，活塞與波導(dǎo)(同軸線內(nèi)外壁)間不應(yīng)發(fā)生打火現(xiàn)象。5.4 短路器 接觸式短路活塞，短路面是電壓波節(jié)點(diǎn)，電流波腹點(diǎn)，彈簧片長為1/4波導(dǎo)波長，使接觸點(diǎn)位于高頻電流的節(jié)點(diǎn)，以減小損耗，且不易打火。5.5 衰減器衰減器主要用途：(1)改變和控制沿微波系

4、統(tǒng)中傳輸?shù)墓β剩?2)在微波信號源與微波系統(tǒng)間插入衰減器可消除系統(tǒng)變化對信號源的影響，起去耦的作用；(3) 精度高的衰減器，可作微波衰減測量的標(biāo)準(zhǔn)。對衰減器的要求：衰減量適當(dāng)、可調(diào)節(jié)、并保證足夠的精度。5.5 衰減器一、 吸收式矩形波導(dǎo)衰減器橫向可調(diào)：吸收片移向波導(dǎo)中央時衰減量加大；垂直可調(diào)：吸收片從波導(dǎo)寬壁中央深入到波導(dǎo)中時衰減量加大；吸收式衰減器指標(biāo)：起始衰減量，最大衰減量、衰減器的輸入駐波系數(shù)和工作頻帶。5.5 衰減器二、截止式衰減器圓波導(dǎo)處于截止?fàn)顟B(tài)： (c )TE11衰減系數(shù)：截止衰減器通常有2030dB的起始衰減，最大衰減量可達(dá)120dB160dB。頻帶寬，量程大，精度高是其優(yōu)點(diǎn)。

5、5.5 衰減器三、極化衰減器模片I：固定極化作用模片II：衰減作用模片III：衰減、固定極化作用5.7波導(dǎo)T型分支一、波導(dǎo)T型分支結(jié)構(gòu)ET接頭的分支波導(dǎo)平面與主波導(dǎo)TE10 波的電場E平行。HT接頭的分支波導(dǎo)平面與主波導(dǎo)TE10 波的磁場H平行。波導(dǎo)T型分支可用來將功率進(jìn)行分配與合成5.7波導(dǎo)T型分支一、波導(dǎo)T型分支結(jié)構(gòu)(a) 1、2等幅反相輸出 s13= -s23 ，功率均分（3dB)(b) 1、2等幅反相激勵，3有輸出，功率合成(c) 1、2等幅同相激勵，3無輸出等效電路5.7波導(dǎo)T型分支一、波導(dǎo)T型分支結(jié)構(gòu)5.7 波導(dǎo)T型分支一、波導(dǎo)T型分支結(jié)構(gòu)2、3端口激勵？1端口激勵5.7波導(dǎo)T型分支一、波導(dǎo)T型分支結(jié)構(gòu)(a) 1、2等幅同相輸出 s13= s23 ，功率均分（3dB)(b) 1、2等幅同相激勵，3有輸出，功率合成(c) 1、2等幅反相激勵，3無輸出等效電路5.7波導(dǎo)T型分支同理可得：1端口激勵2端口激勵3端口激勵5.7波導(dǎo)T型分支二、無耗互易三端口網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì)性質(zhì)1：無耗、互易三端口網(wǎng)絡(luò)不能同時匹配，即Sii不可能全部為零。反證法：無耗網(wǎng)絡(luò)的酉條件：于是在S12，S13，S23至少有兩個為0，但這與振幅條件相矛盾。無耗