第五章微波元件ab平法蘭盤：§4.1連接元件波導抗流連接對于兩段波導的連接除了用法蘭盤做機械連接外，還要保證連接處有良好的電接觸，這可以通過抗流連接來實現(xiàn)?？沽鬟B接如圖所示，抗流式同軸接頭同軸線——波導轉(zhuǎn)接器如圖，這是一種連接同軸線和波導的元件。探針接信號源可以作為發(fā)射天線在矩形波導中激勵起TE10模。激勵：同時由互易定理：耦合：矩形波導接信號源，探針可以作為接收天線接收波導激勵起的電場。耦合環(huán)轉(zhuǎn)化器結(jié)構(gòu)：同軸線從波導窄壁插入波導，其內(nèi)導體延伸作成小環(huán)再接在外導體上。外導體與波導窄壁相連。小環(huán)平面垂直波導壁。同軸線——微帶線轉(zhuǎn)接器同軸線與微帶線之間的轉(zhuǎn)換如圖所示。接地板介質(zhì)導體帶同軸線圖4-4（a）平行轉(zhuǎn)換（b）垂直轉(zhuǎn)換同軸線一微帶轉(zhuǎn)接器矩形波導的等效阻抗通常在300一400之間微帶線特性阻抗一般為50

脊波導高度最高時的等效阻抗約為80-90矩形——圓形截面波導轉(zhuǎn)接器因矩形和圓截面波導的主模的場結(jié)構(gòu)很相似，所以可以采用波導截面漸變的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)模式轉(zhuǎn)接。如圖所示微波鐵氧體器件，可變衰減器和可變移相器極化轉(zhuǎn)換器多螺釘極化轉(zhuǎn)換器介質(zhì)極化轉(zhuǎn)換器E—T分支Z0Z0123T形接頭是一種將一路信號分成兩路的三端口元件，圖示的是E-T分支接頭和其等效電路E-T分支的場分布圖當TE10模從端口3輸入時，1和2口輸出等幅反相波當TE10模從端口1和2等幅同相輸入時，3口無輸出主波導內(nèi)為駐波。對稱面為電場的波腹位置當TE10模從端口1和2等幅反相輸入時，3口有最大輸出，對稱面為電場的波節(jié)位置由波導臂上的電流分布可以看出E-T分支相當于串接在主波導上波導分支接頭H-T分支124H-T分支波導延伸方向與主波導的TE10模的磁場平行，如圖所示仍把兩臂端口令為1和2分支為4口同樣可以分析得出H-T的工作特性當TE10模從端口4輸入時，1和2口輸出等幅同相波當TE10模從端口1和2等幅同相輸入時，4口有最大輸出，主波導內(nèi)為駐波。對稱面為電場的波腹位置當TE10模從端口1和2等幅反相輸入時，4口無輸出，對稱面為電場的波節(jié)位置。H-T分支的場分布圖雙T分支雙T為E-T分支和H-T分支的組合，由前面的分析可以得出雙T有如下特性當TE10模從端口4輸入時，1和2口輸出等幅反相波，3口無輸出當TE10模從端3口輸入時，1和2口有等幅同相波輸出，4口沒有輸出當TE10模從端口1和2等幅同相輸入時，3口有輸出，4口沒有輸出，若端口1和2等幅反相輸入時，4口有輸出，3口沒有輸出。1234雙T相當于在主波導的同一位置處同時開了一個串口和并口，它可以等效為普通的平衡電路。31241234波導R,L,C元件匹配負載用于吸收全部的入射功率，通常接于系統(tǒng)的終端。導帶介質(zhì)基片電阻薄膜衰減器衰減器用于在一定范圍內(nèi)調(diào)整微波信號的幅值，通過對信號產(chǎn)生一定的衰減實現(xiàn)。按工作原理可以分為分為吸收式衰減器、截止波導衰減器和極化衰減器三種類型。吸收式衰減器是在一段波導內(nèi)放置吸收片，用以吸收部分信號功率而實現(xiàn)衰減。截止波導衰減器是利用波導內(nèi)的截止場量沿波導縱向呈指數(shù)衰減的特性。對于圓截面波導的截止衰減器其截面半徑滿足截止條件：在截止圓截面波導始端激勵起的TE11模幅值沿縱向按指數(shù)衰減分布設(shè)波導信號輸入功率為P1，z=0處耦合信號功率為P0，在z=l處耦合到同軸線中信號功率為Pl，則相對于P1的衰減量以分貝表示為：旋轉(zhuǎn)極化式可變衰減器極化式衰減器由兩個矩形截面波導—圓截面波導轉(zhuǎn)接器和一段同軸波導構(gòu)成。當經(jīng)過輸出端的轉(zhuǎn)接器后，轉(zhuǎn)化為TE10模輸出，其量值為這樣，衰減器衰減量與圓截面波導的旋轉(zhuǎn)角度有關(guān)，其衰減量分貝為電抗元件膜片，銷釘和螺釘在一段波導上下對稱放置金屬膜片，當波導寬臂上縱向電流到達膜片時被截斷，在膜片端口聚集電荷，隨著導行波的傳輸電荷量也隨之變化。因此上下膜片相當于構(gòu)成了一個并聯(lián)的電容，稱為電容膜片cz0z0當膜片在波導窄臂上時則等效為一個電感，這樣放置的膜片又稱為電感膜片。Lz0z0如果在波導的橫截面上同時放上電容和電感膜片，這樣就形成了一個諧振腔，波導傳輸信號的頻率等效為諧振頻率，諧振頻率決定于窗口的尺寸。在矩形波導中置放與波導上下寬臂連接的金屬棒，稱為電感銷釘或電感棒，它可以看作是電感膜片的變形，其電感量與棒的粗細有關(guān)。L圖5.5.2波導諧振窗圖5.5.4波導中的螺釘和其等效電路波導和同軸短路活塞目前廣泛使用的是同軸型和波導型抗流短路活塞，它們利用四分之一波長線的阻抗變換作用，使活塞形成短路面，這種結(jié)構(gòu)損耗小，壽命長，但是工作頻帶較窄?！?.4定向耦合器定向耦合器是利用小孔耦合.分支耦合及平行線耦合等方式,把主傳輸線中的一部分信號取出,用于微波系統(tǒng)的監(jiān)測,信號功率的分配或合成.耦合器符號定向耦合器方框圖90°理想混合電橋散射矩陣為理想0°~180°混合電橋的散射矩陣為定向耦合器的基本指標1432定向耦合器耦合度：定義為1口輸入功率P1與3口輸出P3功率之比的分貝數(shù)。隔離度：定義為1口輸入功率P1與4口輸出功率P4之比的分貝數(shù)。方向性：定義為3口輸出功率P3與4口輸出功率P4之比的分貝數(shù)。此外,定向耦合器還有輸入駐波比這一指標.與其它的微波元件一樣定向耦合器也有工作頻帶寬度的指標,它是指上述各項指標都滿足要求時的頻率范圍.波導窄壁雙孔定向耦合器lABA’B’4132如圖,主副矩形截面波導窄壁為公共壁,上有兩個形狀相同的間距為l的小孔.信號由主波導口1輸入,并令波幅為1.令小孔的耦合系數(shù)為C,C+.C-分別為向3口和4口傳輸?shù)牟糠?假定輸入波經(jīng)過小孔a,b后幅值不變.在副波導中向端口3傳輸?shù)鸟詈喜?由小孔a和b兩部分組成他們到達BB’時耦合波為在向4口傳輸?shù)牟ㄔ贏A’處的耦合疊加波為耦合度為隔離度為lABA’B’4132定向性為若小孔無方向性,則有實際