第六章 微波网络基础.pdf

微波网络基础微波网络基础微波网络基础
(等效电路分析方法)(等效电路分析方法)
主要内容主要内容
ƒ 微波接头等效网络(概念与方法)
ƒ 一端口网络的阻抗特性
ƒ 微波网络的阻抗和导纳矩阵
ƒ 微波网络的散射矩阵
ƒƒ ABCDABCD矩阵矩阵
ƒ 微波网络的信号流图
微波接头的等效电路微波接头的等效电路
本节主要目的是将导波段等效为双导
线,接头等效为集总参数网络,为利用
矩阵分析微波系统打下基础。
:
实际测试几乎无法进行。
TEM:(可能)
−
VEdlIHdlZVI=⋅;;/ =⋅0 =
∫∫+ C
等效电压电流等效电压电流
矩形波导(TE10)将电场解带入有:
− jaωμπ x − jβ z
VHe= 10 sin dy
π a ∫y
可见电压与x位置和y方向的积分长度有关。
电流和电阻计算也是如此。
实际应用的定义:实际应用的定义:
对特定导模定义:V∝Et I∝Ht
P=V*I
Z=V/I(通常归一化)
等效电压电流等效电压电流((续一续一))
A+=V+/C ,A+=V+/C
对于任意导模: 1 1


Exy(, )
Exyz(, ,)=+=+ E (, xyAe )( +−jββzjz Ae −)0t (Ve+−jzjz Ve −)
tt0 C

1

+−j zjz − Hxy0t (, ) +−jzjz −
HxyzH(, ,)=−=−(, xyAe )( ββ Ae ) (Ie Ie )
tt0 C ββ

2

z×E0t
由定义可将H表示为E H0t =
Zw ββ
Vz()=+ ( Ve+−jββzjz Ve −);() Iz =−( Ie+−jzjz Ie −)
++ −−
VI//;== VI Z0
ββ
可以根据功率流来确定系数C1C2:
等效电压电流等效电压电流((续二续二))

+ ++**
+
++1 2*
VI VI
PAEHzdsEHzds=×⋅=×⋅=|| 00tt 00tt
∫∫sS
12 2

**
∴CC12=×⋅ E 0tt H 0 zds − 10
∫S
积分是对波导截面进行的。
++ −−
Z01===VI 2
若要求Z0=Zw,则Zw(ZTE,ZTM) =C1/C2
若归一化Æ1
等效电压电流等效电压电流((续三续三))
从而我们可采用功率和归一化关系解出
ÆC1,C2代回基本关系式ÆV,I(任意模)
N ⎛⎞+−
VVnn− jzββnn jz
Exyztt(, ,)=+∑⎜⎟ e e E0 (, xy ) −
n=1 ⎝⎠CC11nn

N ⎛⎞+−
IInn− jznn jz
Hxyztt(, ,)=−∑⎜⎟ eββ e H0 (, xy )
n=1 ⎝⎠CC22nn
± ±
Vn ,In 为n阶模式的等效电压、电流值。
根据模式的正交性可知有n个模式阻抗
ββ
jzjz
E
ββ T
+−−
jz jz
*
Z
ab
I
2
+−−
++
0
、=
传输线模型
=+
V
12
)()
CC
(
⇒
C
12
π
()
2
n
i
+
s
TE
π A
Z
ab A
*
)sin( ) ( )
++
zjz
VI
ββ
求矩形波导的等效 j
==
22
yz
+−−
ββ
波导模式横向场
jz jz
++
E
T
()
s
10
Z
∫
+−−
11
TE
422
11
-1
−
24 2
ZZ
TE
−
ab A
(
=−=−
== =
=+
=
z
+
y
+
AA xaVzVeVe EAeAe HAeAexaIzVeVe
Edd PVI PEHdxdy
例题 PC
解:对比关系如上,由功率表示式有:
ab
−
TE
1
Z
jz
2
(续一) −ββ
I
jzjz
C
、
+−
V
22
jz
⎛⎞⎜⎟⎜⎟⎝⎠
2
TE
+−
1 ab ab
C
1
22
;;
ab ab
22
ab
有