微波技术第2节-微波等效电路

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微波技术基础期末复习题

《微波技术基础》期末复习题第2章传输线理论1. 微波的频率范围和波长范围频率范围 300MHz ~ 3000 GHz 波长范围 1.0 m ~ 0.1mm ；2. 微波的特点⑴ 拟光性和拟声性；⑵ 频率高、频带宽、信息量大；⑶ 穿透性强；⑷ 微波沿直线传播；3. 传输线的特性参数⑴ 特性阻抗的概念和表达公式特性阻抗＝传输线上行波的电压／传输线上行波的电流 1101R j L Z G j C ⑵ 传输线的传播常数传播常数 j γαβ=+的意义，包括对幅度和相位的影响。

4. 传输线的分布参数：⑴ 分布参数阻抗的概念和定义⑵ 传输线分布参数阻抗具有的特性()()()in V d Z d I d =00ch sh sh ch L L L L V d I Z d V d I d Z γγγγ+=+000th th L L Z Z d Z Z Z d γγ+=+① 传输线上任意一点 d 的阻抗与该点的位置d 和负载阻抗Z L 有关； ② d 点的阻抗可看成由该点向负载看去的输入阻抗；③ 传输线段具有阻抗变换作用；由公式 ()in Z d 000th th L L Z Z d Z Z Z dγγ+=+ 可以看到这一点。

④ 无损线的阻抗呈周期性变化，具有λ/4的变换性和 λ/2重复性； ⑤ 微波频率下，传输线上的电压和电流缺乏明确的物理意义，不能直接测量；⑶ 反射参量① 反射系数的概念、定义和轨迹；② 对无损线，其反射系数的轨迹？；③ 阻抗与反射系数的关系；in ()1()()()1()V d d Z d I d d 01()1()d Z d ⑷ 驻波参量① 传输线上驻波形成的原因？② 为什么要提出驻波参量？③ 阻抗与驻波参量的关系；5. 无耗传输线的概念和无耗工作状态分析⑴ 行波状态的条件、特性分析和特点；⑵ 全反射状态的条件、特性分析和特点；⑶ 行驻波状态的条件、特性分析和特点；6. 有耗传输线的特点、损耗对导行波的主要影响和次要影响7. 引入史密斯圆图的意义、圆图的构成；8. 阻抗匹配的概念、重要性9. 阻抗匹配的方式及解决的问题⑴ 负载 — 传输线的匹配⑵ 信号源 — 传输线的匹配⑶ 信号源的共轭匹配10. 负载阻抗匹配方法⑴ λ/4阻抗匹配器⑵ 并联支节调配器⑶ 串联支节调配器第3章规则金属波导1. 矩形波导的结构特点、主要应用场合；2. 矩形波导中可同时存在无穷多种TE 和TM 导模；3. TE 和TM 导模的条件；TE 导模的条件：00(,,)(,)0j z z z z E H x y z H x y e β-==≠TE 导模的条件：00(,,)(,)0j z z z z H E x y z E x y e β-==≠4. 关于矩形波导的5个特点；5. 掌握矩形波导TE 10模的场结构，并在此基础上掌握TE m0模的场结构；6. 管壁电流的概念；7. 管壁电流的大小和方向；8. 矩形波导的传输特性（导模的传输条件与截止）；9. 圆形波导主模TE11模的场结构。

微波技术基础课程学习知识要点

《微波技术基础》课程复习知识要点(2007版)第一章 “微波技术基础引论”知识要点廖承恩主编的《微波技术与基础》是国内较为经典的优秀教材之一，引论部分较为详细的介绍了微波的工作波段、特点及其应用，大部分应用背景取材于微波通讯占主导地位的上世纪80’s / 90’s 年代。

在科技迅猛发展的今天，建议同学们关注本网站相关联接给出的最新发展动态，真正做到学以致用，拓展自己的知识面，特别是看看微波在现代无线和移动通信、射频电路设计（含RFID ）、卫星定位、宇航技术、探测技术等方面的应用，不要局限于本书的描述。

(Microwaves have widespread use in classical communication technologies, from long-distance broadcasts to short-distance signals within a computer chip. Like all forms of light, microwaves, even those guided by the wires of an integrated circuit, consist of discrete photons ….. NATURE| Vol 449|20 September 2007)1本章的理论核心是在对导行波的分类的基础上推导了导行系统传播满足的微波的波段分类、特点与应用（TE 、TM 、TEM ）和基本求解方法，给出了导行系统、导行波、导波场满足的方程；（Halmholtz Eq 、横纵关系）、本征值---纵向场法、非本征值---标量位函数法（TEM ）。

{重点了解概念、回答实际问题，比如考虑一下如按如下的份类，RFID 涉及那些应用？全球定位系统GPS 呢？提高微波工作频率的好处及实现方法？}1．微波的定义把波长从1米到1毫米范围内的电磁波称为微波。

微波波段对应的频率范围为: 3×108Hz ～3×1011Hz 。

微波技术复习要求

《微波技术》复习资料一、填空题30%；二、问答题25%（3题）；三、作图题10%；四、计算题35% 3题（10+10+15）引论1、掌握微波定义、特点。

书上P1-4 填空2、了解微波的应用。

第一章：微波传输线1、掌握微波传输的波动方程（2个）填空 P12式1-11是一般形式的波动方程P13式1-13是真空中的波动方程边界条件：书P11 式1-5 4个导行波的类型及特点 TEM 书P20TE/TM 书P19表面波微波传输线的类型 TEM TE/TM2、掌握矩形波导传输波的导模类型 TEMN TMMN为什么矩形波导不能传输TEM波？简答答：假定矩形波导能传输TEM波，根据TEM波的定义可知，电磁场为横向波。

由高斯定理可知，磁力线在波导横面是闭合曲线。

由安培环路定理可知，要产生这种磁场，必须存在纵向电流。

由于矩形波导是单导体，所以不能有传导电流，只能有位移电流，必存在纵向电场，与假设矛盾，故矩形波导传输波的主模TE10及场结构作图题P34图1-8 1-9掌握矩形波导的壁电流分布，会判别辐射缝和无辐射缝；作业1-17掌握矩形波导的尺寸选择依据及尺寸的经验确定。

简答3、掌握圆柱波导的常用模的类型及主要应用。

T11(主模) 应用：矩圆过渡段TE10 应用：天线铰链 TE01应用：远距离传输4、掌握同轴线传输波的类型任意波主模 TEM波场结构；书P66图1-37掌握同轴线的尺寸选择依据及尺寸的经验确定。

简答5、掌握微带线的构成书P71图导带，接地板，介质基片传输波的类型。

准TEM波P99：1-1、1-2、1-12、第二章：微波等效电路1、掌握微波长线的传输线方程及解，书P108掌握均匀无耗线波的工作状态输入阻抗反射系数功率能量行波特点 ZL (Z) 0 全部被负载吸收纯驻波特点为纯电抗（）反射系数模为1 负载不吸收行驻波特点公式要记？？终端的反射系数在（0，1）一部分被负载吸收掌握传输线上特性参数Zin . Γ(d)（位置为d时的反射系数）. ΓL（终端反射系数）. .K的含义，并会计算1。

微波技术2讲解

C波段Lange电桥设计赵卫宏胡明春(南京电子技术研究所)摘要：本文对微波电路中使用的各种耦合线形式的定向耦合器进行了归纳和总结，在此基础上设计了一种C波段Lange电桥，该电桥是在弱耦合结构基础上演化出的一种强耦合模型，同时本文给出完整的设计流程和仿真加工测试数据，通过测试数据可以看到，该种耦合器具有良好的性能，可以满足相应工程应用的要求。

关键词：定向耦合器，C波段Design of C-band Lange CouplerZhao Weihong Hu Mingchun(Nanjing Research Institute of Electronic Technology, Nanjing 210039)Abstract: A brief summary is made on the coupled line directional couplers, after that the Lange coupler design on C-band is given, and this coupler is a strong coupling model based on fully planar conventional coupled-line coupler. Meanwhile the whole design flow, simulation result, and the testing data are presented, it could be seen that this copler has good performance and can meet the engineering requirement.Keywords: Directional coupler; C-band1 引言定向耦合器是一种在微波电路系统中被广泛应用的无源器件，其应中场合包括功率分配与合成器、定向滤波器、衰减器、移相器、混频器、放大器、调制器以及阵列天线中的波束形成网络等；同时定向耦合器还被应用在微波测试系统中，如通过耦合出总能量的一小部分，利用高灵敏度的测试设备来测量高功率信号。

微波技术第2章-微波等效电路

称：复数传播系数，是频率的函数。
电报方程的行波解
V( z ) V e
0 z
V e
0
z
I( z ) I e
0
z
I e
0
பைடு நூலகம்z
电报方程解的意义
均匀传输线上电压、电流都呈现为朝+z方向和朝-z方向传播的两个行波，可称为入射波和反射波；在无损传输线上，它们是等幅行波；电压行波与同方向的电流行波的振幅之比为特性阻抗，其正负号取决于 z 坐标正方向的选定。
一、分布电容C0 ：
长度传输线上的分布电容，它并联在传输线上。
Q0 C0 U
s1
DdS
s2
E dl

E E ds
s
UU

单位：F/m
二、分布电感L0:
单位长度传输线的分布电感，它串联在传输线上。
L0
0
I

S2
BdS
l2
H dl

H H ds
导线塑料
（b）
绝缘子
（a）
导线
绝缘体（陶瓷）
金属膜
外导体
（
图1.2 双导体传输线（a）平行双线（架空明线）（b）扁带线（电视天线馈线）（c）微带线（d）同轴线
c
）
金属底板
（
d
）
内导体
均匀传输线上的波
传输线的分布参数当传输线上传播TEM波时，其电磁场的横向分量满足拉普拉斯方程，即与稳态电场、磁场相同。故可用稳态场的观点定义并计算传输线上的电路参数。
线上电流
I( z )

R
V j L

均匀无耗传输线的工作状态

无反射波；入射波的能量全部被负载吸收，传输效率
最高。故称 ZL=Z0 时，负载与传输线匹配。
6
(2) Zin(z)=Z0 ，为纯阻。
(3)电压和电流始终同相。
(4)沿线电压、电流的振幅恒定不变，
Ui (z) A1
UiL Ui
Ii (z)
U iL Z0
Ui Z0
7
二、驻波状态(全反射情况)
(2 22)
对上式取模，并注意到 Ui (z) UiL ， Ii (z) IiL
25
得
U (z) UiL 1 L 2 2 L cos(2 z L)
I(
z)
IiL
1 L 2 2 L cos(2 z L)
(2 23)
式中， IiL UiL Z0
分析式(2-23)，得：
1. 当2 bz -fL=2n p (n =，1，2，…)，即在 z=(fLl)/(4p) + n ·l / 2 (2-24a)
微波技术与天线第二章传输线理论
1
传输=入射+反射
U (z) U Lie jz U Lre jz
U ( z)[1 ( z)] U (z) ULie jz ULre jz i
I(z) ILie jz ILre jz
Ii (z)[1 (z)]
2
反射系数
(z) L e j2 z
(z) Zin (z) Z0 Zin (z) Z0
(
) 、电流波节点(
)。
④ 在Uz=m(a2xn+12)U·(li/24)
I 0
(n=0,1,2, …) 处为电m压in 波
节点( U 0)、电流波腹点( min
I max

射频与微波技术原理和应用

射频与微波技术原理及应用培训教材华东师范大学微波研究所一、Maxwell(麦克斯韦)方程Maxwell 方程是经典电磁理论的基本方程，是解决所有电磁问题的基础，它用数学形式概括了宏观电磁场的基本性质。

其微分形式为 0BE tD H J tD B ρ∂∇⨯=-∂∂∇⨯=+∂∇=∇= (1.1) 对于各向同性介质，有D EB H J Eεμσ=== (1.2)其中D 为电位移矢量、B 为磁感应强度、J 为电流密度矢量。

电磁场的问题就是通过边界条件求解Maxwell 方程，得到空间任何位置的电场、磁场分布。

对于规则边界条件，Maxwell 方程有严格的解析解。

但对于任意形状的边界条件，Maxwell 方程只有近似解，此时应采用数值分析方法求解，如矩量法、有限元法、时域有限差分法等等。

目前对应这些数值方法，有很多商业的电磁场仿真软件，如Ansoft 公司的Ensemble 和HFSS 、Agilent 公司的Momentum 和ADS 、CST 公司的Microwave Studio 以及Remcom 公司的XFDTD 等。

由矢量亥姆霍兹方程联立Maxwell 方程就得到矢量波动方程。

当0,0J ρ==时，有222200E k E H k H ∇+=∇+= (1.3)其中k 为传播波数，22k ωμε=。

二、传输线理论传输线理论又称一维分布参数电路理论，是射频、微波电路设计和计算的理论基础。

传输线理论在电路理论与场的理论之间起着桥梁作用，在微波网络分析中也相当重要。

1、微波等效电路法低频时是利用路的概念和方法，各点有确切的电压、电流概念，以及明确的电阻、电感、电容等，这是集总参数电路。

在集总参数电路中，基本电路参数为L、C、R。

由于频率低，波长长，电路尺寸与波长相比很小，电磁场随时间变化而不随长度变化，而且电感、电阻、线间电容和电导的作用都可忽略，因此整个电路的电能仅集中于电容中，磁能集中于电感线圈中，损耗集中于电阻中。

《微波技术》课程教学大纲

《微波技术》课程教学大纲一、课程基本信息课程编号：08030010课程中文名称：微波技术课程英文名称：microwave technology课程性质：专业指定选修课考核方式：考查开课专业：电子信息工程、通信工程、信息对抗技术开课学期：5总学时：40+16总学分：3.5二、课程目的和任务《微波技术》是研究微波信号的产生、放大、传输、发射、接收和测量的学科。

通过讲述传输线理论、理想导波系统理论、微波网络理论，使学生掌握传输线的工作状态和特性参量、波导的场结构和传输特性，了解常用微波元件的基本结构和工作原理，具有解决微波传输基本问题的能力。

三、教学基本要求（含素质教育与创新能力培养的要求）1．掌握传输线的基本理论和工作状态，具有分析传输线特性参量的基本能力，掌握阻抗圆图和导纳圆图的基本构成和应用，了解阻抗匹配的基本方法和原理。

2．掌握矩形波导的一般理论与传输特性，掌握矩形波导主模的场分布与相应参数，了解圆波导、同轴线、带状线和微带线等传输线的工作原理、结构特点、传输特性和分析方法。

3．掌握微波网络的基本理论，重点包括微波网络参量的基本定义、基本电路单元的参量矩阵、微波网络组合的网络参量、微波网络的工作特性参量，了解二端口微波网络参量的基本性质，具有分析二端口微波网络工作特性参量的基本能力。

4．掌握阻抗变换器、定向耦合器、微带功分器、波导匹配双T的结构特点、工作原理、分析方法及其主要用途，了解电抗元件、连接元件、衰减器和移相器、微波滤波器和微波谐振器等微波元件的结构特点和工作原理。

四、教学内容与学时分配第一章绪论（2学时）微波的概念及其特点，微波技术的发展和应用，微波技术的研究方法和基本内容。

第二章传输线理论（13学时）1．传输线方程及其求解2．传输线的特性参量3．均匀无耗传输线工作状态分析4．阻抗圆图及其应用5．传输线的阻抗匹配第三章微波传输线（9学时）1．理想导波系统的一般理论2．导波系统的传输特性3．矩形波导4．带状线5．微带线第四章微波网络（9学时）1．波导等效为平行双线2．微波元件等效为微波网络3．二端口微波网络4．基本电路单元的参量矩阵5．二端口微波网络的组合及参考面移动的影响6．二端口微波网络的工作特性参量7. 多端口微波网络第五章常用微波元件（7学时）1．阻抗变换器2．定向耦合器3．波导匹配双T4．微波滤波器第六章实验教学（16）五、教学方法及手段（含现代化教学手段）以课堂讲授为主，适当配合课堂讨论，充分使用多媒体教学；以学生自学为辅，学生可以通过网络课堂和微波网站在线学习。

微波技术

微波技术
大纲号：0428903学分：3学时：48 执笔人：顾继慧审订人：陈如山
课程性质：专业选修课
一、课程的地位与作用
现代通信和航空技术离不开射频、微波段信号的产生、传输、接收和处理等方面的知识，《微波技术》正是以“场”、“路”结合的方法帮助学生理解和掌握波在各种微波传输线中的工作状态及其分析和计算方法、微波网络理论以及常用微波元器件的工作原理等。

本课程的设置为从事通信工程、电子信息工程、电子科学与技术、信息对抗技术、探测制导与控制技术等专业的学生打下必不可少的基础。

《微波技术》是通信工程和电子信息工程中一门很重要的专业选修课，它可帮助学生掌握微波技术的基本概念以及“场”、“路”分析方法和微波网络理论，掌握一些常用微波传输线的结构、特性及分析方法，了解各种微波元器件的工作原理和基本设计方法。

二、课程的教学目标与基本要求
1. 教学目标
通过本课程的学习，使学生全面了解和掌握常用微波传输线和各种微波元器件的结构、原理、特性及参数计算方法，并可完成一些微波元器件的分析、设计与测试。

2. 基本要求
(1) 掌握导波理论及其在微波传输线特性分析中的应用；
(2) 掌握长线理论及其在微波系统工程分析与综合中的应用；
(3)掌握基本的微波网络理论；
(4) 掌握圆图的应用和阻抗匹配技术；
(5) 了解常用微波元器件的分析方法与工程应用。

微波技术第2章微波传输线4-微带线基础

高频头的构成主要有以下几部分：波导-微带转换器，低噪声放大器，混频器，中频放大器。
高频头

波导－微带转换器：波导－微带转换器的作用是将馈源中所接收到的微波信号通过小天线、同轴线耦合到微带低噪声放大电路中。转换器的驻波比必须很低，否则接收到信号将被反射，等效于接收信号被衰减，增加整机噪音。
3、微带线的色散特性

色散是指电磁波的传播速度随其频率变化而变化的现象。一般对微带线进行的分析都认为微带线上传播的是TEM模，因而微带线的导波波长、相速或有效介电常数均与频率无关，即没有色散现象。但是，实际上无论是敞开的还是屏敝的微带线，均不能维持这种TEM模的传播，因为这种模满足不了空气和介质上的边界条件。
SMB系列

SMB系列产品是一种小型推入式锁紧射频同轴连接器、具有体积小、重量轻、使用方便、电性能优良等特点、适用于无线电设备和电子仪器的高频回路中连接射频同轴电缆用。
MCX系列

MCX系列接头具有插入自锁结构。它是一种体积、重量、耐用性及性能俱佳的产品。它的体积比标准SMB小30%，因此连接更加紧密。应用于对体积、重量、性能及安装方式有要求的场所。
3、微带线的色散特性

微带线中传播的真正模式是一种TE模和TM模组成的混合模式。这种混合模式能在任何频率下传播，但是它是色散的。频率较低时，混合模就趋近于TEM模。因而微带线中传播的模式可近似地看成TEM模，或称它为准TEM模。但在较高的频率下，当传输线尺寸远大于四分之一波长时，就必须考虑微带线的色散性质，此时高次模已经存在。

微带集成电路具有小型化、轻量化、生产成本低、生产周期短、可靠性高和性能指标高的优点，已从单一的单元器件发展到大的微波功能模块，如微波固体接收机、微波相控阵单片固体模块等。当然，它也有缺点和局限性，例如损耗较大、Q值较低、空气－介质界面附近会激起表面波等。目前，微带集成电路发展十分迅速，已成为微波技术的主要发展方向之一。

微波技术(第二版)

张朝柱，男，1970年9月出生，工学博士，哈尔滨工程大学信息与通信工程学院教授，博士生导师。
廖艳苹，女，1980年出生，工学博士，博士后，哈尔滨工程大学信息与通信工程学院教授。
崔颖，女，1979年出生，工学博士，哈尔滨工程大学信息与通信工程学院副教授，硕士生导师，通信学会会员。从事遥感图像、医学图像、水下图像、语音、视频等信息的智能处理。研究领域包括人工智能、深度学习，图像的分类及特征提取、图像增强与目标检测、络自组织。
谢谢观看
该书共8章，主要介绍了微波技术的基本理论、基本概念和基本分析方法。
成书过程
修订情况
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
出版工作
为了适应微波技术新理论和新技术的发展，满足现代教育教学的需求，作者在研究了中国国内外新的同类教材基础上，结合第一版教材的使用情况，重新编写了该教材。
该书由哈尔滨工程大学赵春晖担任主编，第1~5章由赵春晖编写，第6章由崔颖编写，第7章由廖艳苹编写，第8章由张朝柱编写。
教材目录
（注：目录排版顺序为从左列至右列）
教学资源
《微波技术（第二版）》有配套的慕课——“微波技术”。
获得荣誉
2021年9月26日，《微波技术（第二版）》被国家教材委员会授予首届全国教材建设奖全国优秀教材（高等教育类）二等奖。
作者简介
赵春晖，男，1965年出生，工学博士，哈尔滨工程大学信息与通信工程学院教授，硕士生、博士生导师。黑龙江省优秀中青年专家，全国优秀教师，国家级教学名师。
微波技术（第二版）
20xx年高等教育出版社出版的图书
01 成书过程
03 教材目录 05 获得荣誉
目录
02 内容简介 04 教学资源 06 作者简介
《微波技术（第二版）》是由赵春晖、张朝柱、廖艳苹、崔颖编著，高等教育出版社于2020年6月11日出版的“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材、iCourse·教材。该书可作为高等学校电子信息类专业（包括电子信息工程、通信工程、电子科学与技术等专业）的教材或参考书，也可供从事微波工程、电磁测量、无线电技术等领域工作的技术人员参考。

微波技术B10答案

第 1 页共5 页第 2 页共5 页第 3 页共5 页第 4 页共 5 页2分(4) 波阻抗 22120376.8443.3301157w c πλλZ ===Ω⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭2分3、（本题共10分）求如图所示电路所确定网络的归一化转移矩阵和散射矩阵。

解：将上述电路等效：由二端口网络总的归一化转移矩阵与各部分归一化转移矩阵之间满足计算式：[][][][]123a a a a =所以首先应计算各部分的归一化转移矩阵然后计算总的归一化转移矩阵；第一部分为一段长为λ/4传输线，则可得归一化转移矩阵：[]122cos sin cos sin 044sin cos 022sin cos 44j l j l j a j ll j j πλπλββλλββπλπλλλ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⨯⨯ ⎪ ⎪ ⎪⎛⎫⎛⎫⎝⎭⎝⎭ ⎪===⎪⎪⎪⎛⎫⎛⎫⎝⎭⎝⎭⨯⨯ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 2分第三部分同第一部分，则有：[][]3100j a a j ⎛⎫== ⎪⎝⎭1分第二部分为并联短路支节等效电路：由0L Z =,则L Y =∞可得：00000002828L in L jY tg Y jY tg l Y Y Y jY Y jY tg l Y j tg πλβλπλβλ⎛⎫∞+⨯ ⎪+⎝⎭===-+⎛⎫+∞⨯ ⎪⎝⎭归一化值为： in Y j =-则可得其归一化转移矩阵：[]2101a j ⎛⎫= ⎪-⎝⎭ 3分则二端口网络总的归一化转移矩阵计算如下：[][][][]1230100101001j j j a a a a j j j -⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=== ⎪⎪⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭2分根据归一化转移矩阵与散射矩阵的关系可得：[]()212a b c d ad bc S a b c d a b c d ⎛+---⎫=⎪+++-+-+⎝⎭2分 2222122222jj jj j j j j j ⎛⎫⎪-+-+⎛⎫ ⎪==⎪-+ ⎪⎝⎭ ⎪-+-+⎝⎭2分 4、（本题共8分）已知填充空气的矩形波导谐振器,其尺寸为：a=20mm,b=10mm,l=24mm,假设腔内存在的谐振模式为TE 10p 的某一种，测得其波导波长为48mm,求此谐振模式的谐振频率？解：方法1根据矩形波导谐振器的腔长与波导波长之间满足关系式： 2gl pλ=第 5 页共5 页。

2015年微波工程导论第2章传输线理论与阻抗匹配

第二章传输线理论与阻抗匹配微波传输线理论（或长线理论）是微波技术的基础。

本章首先从“路论”的观点研究普通的TEM波传输线，给出传输线的基本概念、传输特性、计算公式，这一节是微波传输线的基础；然后介绍阻抗匹配理论及其匹配方法。

2.1 传输线基本概念（1）什么是传输线？传输线的作用是什么？广义地讲，凡是能够导引电磁波沿一定方向传输的导体、介质或由它们共同组成的导波系统，都可以称为传输线。

传输线是微波技术中最重要的基本元件之一，这是因为它不仅可以把电磁波的能量从一处传输到另一处，而且还可用它作为基本组成部分来构成各种用途的微波元(器)件。

（2）传输线有哪几类？具体传输线的种类是很多的，而且可按不同的标准分类。

若按传输线所导引的电磁波的波型（亦称模、场结构或场分布）来划分，则可分为三种类型，图2.1-1给出了这三种类型传输线中比较典型和常用的传输线的结构简图，但并非是传输线的全部。

图2.1-1 传输线的种类(1)TEM波和准TEM波传输线；(2)TE波和TM波传输线；(3)表面波传输线。

(a)平行双导线；(b)同轴线；(c)带状线；(d)微带线；(e)矩形波导；(f)圆形波导；(g)脊形波导；(h)椭圆波导；(i)介质波导；(j)镜像线；(k)单根表面波传输线①TEM波传输线，如双导线、同轴线、带状线和微带线（严格地讲，是准TEM波）等，它们都属于双导体传输系统，多导体系统也可以传输TEM波；②TE波和TM波传输线，如矩形、圆形、脊形和椭圆形波导等，它们是由空心金属管构成的，属于单导体传输系统（双导体和多导体传输系统在一定条件下，例如，当传输线的横向尺寸与工作波长相比足够大时，也可以传输TE和TM 波，但一般不常用，常用的是主模TEM波）；③表面波传输线，如介质波导(包括光波导)，介质镜像线，以及单根的表面波传输线等，电磁波聚集在传输线内部及其表面附近沿轴线方向传播，一般的是混合波型（TE波和TM波的叠加），某种情况下也可传播TE或TM波。

第3章微波网络-微波技术与天线第2课件

第一章内容可知，传输线上的电压、电流是入射波与反射波的叠加
U(z) Ui (z) Ur (z)
I (z)
1 Z0
[Ui (z)
Ur
(z)]
引入归一化电压和归一化电流后
U
I
(z) (z)
Ui (z) Ui (z)
Ur Ur
(z) (z)
a a
b b
功率为
P Pi
Pr
1 2
2
Ui (z)
1 2
解：根据阻抗参数定义
Z11
U1 I1
I2 0
jL
1 jC
图 3-5 型网络电路
Z 22
U2 I2
1
I10 jC
，
Z12
U1 I2
I10
1 jC
，
Z 21
U2 I1
I2 0
1 jC
阻抗矩阵为
jL 1
Z
jC 1
jC
1 jC 1
jC
第3章微波网络 3.3.3转移矩阵
图3-6 双端口网络
Y12 Y22
UU12
其中
Y
Y11 Y21
Y12 Y22
Y11 Y21 /
/ Y01 Y01Y02
Y12 / Y01Y02 Y22 / Y02
Y01 1/ Z01 , Y02 1/ Z02
第3章微波网络例题 3-1 求如图3-4所示双端口网络的Z 矩阵和Y 矩阵。
解：根据阻抗矩阵定义
1 2
Z11 Z 21
Z12 Z 22
I1 I2
或 U ZI
T2
第3章微波网络
Z11
U1 I1

微波技术中的重要知识点

行波比
——chap3 19
阻抗匹配及匹配元件
阻抗匹配
匹配元件
并联单支节匹配器
串联单支节匹配器
双支节调配器
窄带匹配器
并联单支节匹配器－图解法
——chap3 31
人/2人/4阻抗变换器
研究微波系统的方法
电磁场理论的方法
电压传输系数T
插入衰减L
插入相移
插入驻波比
回波损耗Lr
——chapter 3 35
衰减器与匹配负载的区别
简并
简并波型
对于谐振器内的一对正交简并模，若在边界上加入微扰结构比如开槽、切角、加入小的贴片或内切角等，即可解除简并而使本征值分离，于是就在两个频率上实现耦合谐振
TE10TE20横截面场结构图TE21模的横截面场结构图
——chap2 9
TM波的场结构
TM21TE03TE12TE22
场结构和管壁电流分布
开槽
顺着电流线方向开一窄槽缝，电流不致遭受破坏，场分布也不致发生变化
若要耦合出电场，可用探针，让探针平行于电力线；若要耦合出磁场，则可用小环，让磁力线通过环面。
同轴线衰减常数
同轴线中不产生高次模的最高工作频率
——chap2 7
试定性解释为什么空心金属波导中不能传输TEM波波导一般解
对于可传播TE或TM波的金属柱面波导，为获取导波的传输特性，分析思路和具体方法是什么
同轴线、带状线、微带线的单T分支
波导单T和双T分支
微带功分器
微波滤波器
E面T和H面T—分路元件
波导双T
魔T
环形电路
微波阻抗电桥
衰减L
微波滤波器的主要技术指标
滤波器的品质因数Q
对称Y分支

微波技术第二章传输线理论06

j2 z

L
e
j
L
2 z

L
e
j
EXIT
反射系数与阻抗的关系
输入阻抗与反射系数间的关系
Z in z U z I z U i z 1 z I i z 1 z Z0 1 z 1 z
z

j t

z
cos t z A 2 e
j t
cos t z = u i z , t u r z , t
i z , t Re I z e A1 Z0 e
z

A2 Z0 e
z
入射电压
cos t z
U z I z
.
.
A1 e 1 Z0
z
A2 e
z
z
A e
1
A2 e
z

式中，
Z0
R 0 j L 0 G 0 j C 0

R0
j L 0 G 0 j C 0 j

1 1

1

EXIT
第二章传输线理论
传输线上反射波的大小，可用反射系数的模、驻波比和行波系数三个参量来描述。反射系数模的变化范围为驻波比的变化范围为
,,
0 1
1
行波系数的变化范围为
0 K 1
传输线的工作状态一般分为三种： (1)行波状态 (2)行驻波状态 (3)驻波状态
j z j z

A2 A1
e
j2 z

微波2传输线理论

微波2传输线理论传输线的基本概念1. 传输线是对传输电磁波信息和能量的各种形式的传输系统的总称, 引导电磁波沿⼀定⽅向传输, 因此⼜称为导⾏波系统。

其所导引的电磁波被称为导⾏波。

2. 导⾏波传播的⽅向称为纵向, 垂直于导波传播的⽅向称为横向。

3. ⽆纵向电磁场分量的电磁波称为横电磁波，即TEM波；纵向有电场分量⽆磁场分量的电磁波叫TM波；纵向有磁场分量⽆电场分量的电磁波叫TE波；4. 传输线本⾝的不连续性可以构成各种形式的微波⽆源元器件, 与均匀传输线、有源元器件及天线构成微波系统。

传输线⼤致可以分为三种类型1. 第⼀类是双导体传输线, 它由两根或两根以上平⾏导体构成, 因其传输的电磁波是横电磁波（TEM波）或准TEM波, 故⼜称为TEM波传输线, 主要包括平⾏双线、同轴线、带状线和微带线等, 如图所⽰。

2. 第⼆类是均匀填充介质的⾦属波导管, 因电磁波在管内传播, 故称为波导, 主要包括矩形波导、圆波导、脊形波导和椭圆波导等3. 第三类是介质传输线, 因电磁波沿传输线表⾯传播, 故称为表⾯波波导, 主要包括介质波导、镜像线和单根表⾯波传输线等对均匀传输线的分析⽅法通常有两种1. ⼀种是场分析法, 即从麦克斯韦⽅程出发, 求出满⾜边界条件的波动解, 得出传输线上电场和磁场的表达式, 进⽽分析传输特性;2. 第⼆种是等效电路法, 即从传输线⽅程出发, 求出满⾜边界条件的电压、电流波动⽅程的解, 得出沿线等效电压、电流的表达式, 进⽽分析传输特性。

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------关于微波传输线的⼏个概念低频电路传输线（导线）传输线⼏何长度远⼩于传输信号波长——短线；只需考虑传输信号幅度，⽽⽆须考虑相位——忽略分布参数效应——集总参数电路集总参数：低频时，RLC以器件的形式出现，连接这些器件的导线被认为是理想导线，可以⽆限延伸，并且不计损耗。