文档介绍：微波网络理论
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微波网络参量
•微波网络是微波系统或微波电路抽象化的物
理模型,它实际是由微波元件和均匀传输线段
构成的一个封闭的媒质空间,其内部和边界面
上的场量都必须满足麦克斯韦方程组。根据场
的唯一性定理,在由封闭曲面所包围的空间内
存在着确定的场源(或者无源)时,只要知道了
边界上(或部分边界上)各点处场的切向分量(切
向场),则空间内各点的场就唯一地确定了。网
络所限定的边界是由良导体(近似认为是理想导
体)构成的。
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微波网络参量
•根据边界条件可知,边界上的切向场只能存在
于网络端口的参考面上(即场的横向分量),因
此,若参考面上的切向场一经确定,则网络所
限定的空间内各点的场也就唯一地确定了。但
是,网络理论并不要求研究网络内部的场结构,
而只是研究网络的外部特性。网络是通过端口
与外界相联系的,当从某一端口馈入(激励)信
号时,其它端口所产生的响应是由网络本身所
确定的;因此,当我们研究端口信号量(或称信
号对)之间的关系时,可采用网络参量来描述网
络的外部特性。
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微波网络参量
•由于端口信号量可以是电压、电流,也可以是
场强复振幅的归一化值,因此可将网络参量分
为两大类:
•一类是,当端口信号为电压、电流时,称为电
路参量,它包括阻抗参量(Z参量)、导纳参量(Y
参量)和转移参量(A参量);
•另一类是,当端口信号量为场强复振幅的归一
化值〔a,b〕时,称为波参量,它包括散射参
量(S参量)和传输参量(T参量)。
•这五种参量是微波网络常用的网络参量。
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微波传输线
• ,
故又称作导波系统。被传输的电磁波又称作导行波。
导行波一方面要满足麦克斯韦方程,另一方面又要满
足导体或介质的边界条件;也就是说,麦克斯韦方程
和边界条件决定了导行波在导波系统中的电磁场分布
规律和传播特性。
•,可分
为TE波、TM波和TEM波三种类型。前两种是色散波,
一般只在金属波导管中传输;后一种为非色散波,一
般在双导系统中传输。只有当电磁波的波长或频率满
足条件λ<λc或f >fc时,电磁波才能在导波系统中传
输,否则被截止。
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微波传输线
•:电力线一定
与磁力线相互垂直,两者与传播方向满足右手螺旋法
则;在导波系统的金属壁上只有电场的法向分量和磁
场的切向分量;磁力线二定是闭合曲线。
•、圆波导、同轴线、带
状线、微带线、耦合带状线和耦合微带线等常用的微
波传输线。其中矩形波导、圆波导和同轴线易采用场
解法来分析其场分布相传输特性;带状线利用传输线
理论分析其传输特性;微带线则采用准静态分析法来
分析其传输特性;而耦合带状线和耦合微带线易采用
奇偶模法来分析它们的传输特性。
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和单模传输条件列表如下:
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波导等效阻抗
•这里要讨论的所谓等效阻抗;是专指矩
形波导在传输TEl0波型时而言的。矩形波
导在传输TEl0波型时的波型阻抗为
µ
ε 1
ZWH =
10 1−(λ/ 2a) 2
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带状线传输线的设计和阻抗计算
•微带传输线是近几十年发展起来的一种微波传输
线。它具有体积小、重量轻、频带宽、便于与微
波集成电路相连接等优点,并能构成各种用途的微
波元件,因此得到了广泛的应用。带或简称微带
•微带线成为微波集成电路中的重要组成部分之一。
•微带传输线的基本结构形式有两种:
对称微带(又称带状线)和不对称微带(又称标准微
)。
•带状线和微带线可以看作是由同轴线和平行双导
线传输线演变而来的。
•微带传输线与同轴线和波导相比,缺点主要是损
耗大,Q值低和难以承受较大的功率,目前只适用
于中小功率范围。-9-
带状线传输线的设计和阻抗计算
•主要讨论带状线、耦合带状线、微带、
耦合微带的主要特性,并对悬置微带、
屏蔽微带、共面波导和鳍线。
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