电信传输原理及应用第二章微波网络基础546页PPT
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电信传输原理及应用第二章微波网络基础5
二、 二端口微波网络参量的性质
一般情况下，二端口网络的五种网络参量均有四个独立参量， 但当网络具有某种特性(如对称性或可逆性等)时，网络的独立 参量个数将会减少。
(一) 可逆网络
如前所述，可逆网络具有互易特性
Z12 Z21 Y12 Y21
或 或
~ Z~12
~ Z~21
Y12 Y21
其它几种网络参量的互易特性为
第2章 传输线理论
3.转移参量
用T2面上的电压、电流来表示T1面上的电压和电流的网络方程， 且规定电流流进网络为正方向，流出网络为负方向。则有
转移参量的定义为
U1
I1
A11
A21
A12 U 2
A22
I
2
A11
U1 U2
I2 0
A12
U 1 I2
U2 0
A21
I1 U2
I2 0
A22
T12U~i 2
U r1 T21U r2 T22U i2
U~~i1
U r1
T11 T21
T12 T22
U~~r 2 U i2
~
T11
U ~
i1
Ur2
~ Ui2 0
1 S21
表示表示T2面接匹配负载时，T1面 至T2面的电压传输系数的倒数， 其余参量没有直观的物理意义。
第2章 传输线理论
如果参考面位置改变，则网络参数也随之改变。
第2章 传输线理论
二、不均匀区等效为微波网络
微波元件对电磁波的控制作用是通过微波元件内部的不均匀区 (不连续性边界)和填充媒质的特性来实现的。将不均匀区等效为 微波网络，需要用到电磁场的唯一性原理和线性叠加原理。
线性叠加原理
一般情况下，二端口网络的五种网络参量均有四个独立参量， 但当网络具有某种特性(如对称性或可逆性等)时，网络的独立 参量个数将会减少。
(一) 可逆网络
如前所述，可逆网络具有互易特性
Z12 Z21 Y12 Y21
或 或
~ Z~12
~ Z~21
Y12 Y21
其它几种网络参量的互易特性为
第2章 传输线理论
3.转移参量
用T2面上的电压、电流来表示T1面上的电压和电流的网络方程， 且规定电流流进网络为正方向，流出网络为负方向。则有
转移参量的定义为
U1
I1
A11
A21
A12 U 2
A22
I
2
A11
U1 U2
I2 0
A12
U 1 I2
U2 0
A21
I1 U2
I2 0
A22
T12U~i 2
U r1 T21U r2 T22U i2
U~~i1
U r1
T11 T21
T12 T22
U~~r 2 U i2
~
T11
U ~
i1
Ur2
~ Ui2 0
1 S21
表示表示T2面接匹配负载时，T1面 至T2面的电压传输系数的倒数， 其余参量没有直观的物理意义。
第2章 传输线理论
如果参考面位置改变，则网络参数也随之改变。
第2章 传输线理论
二、不均匀区等效为微波网络
微波元件对电磁波的控制作用是通过微波元件内部的不均匀区 (不连续性边界)和填充媒质的特性来实现的。将不均匀区等效为 微波网络，需要用到电磁场的唯一性原理和线性叠加原理。
线性叠加原理
微波通信原理演示幻灯片
32
天线参数
频段
天线口径
增益
典型性能
33
1.5 衰落
微波传播必须采用直射波，接收点的场强是直射空间波与地面反 射波的叠加。传播媒介质是地面上的低空大气层和路由上的地面 、地物。当时间(季节、昼夜等)和气象(雨、雾、雪等)条件发生 变化时，大气的温度、湿度、压力和地面反射点的位置、反射系 数等也将发生变化。这必然引起接收点场强的高低起伏变化。这 种现象，叫做电波传播的衰落现象。显然衰落现象具有很大的随 机性。
也可以在微波频段直接调制，但调制限于PSK； 6.微波通信的理论基础是电磁场理论；
8
1.4.1 不同的传输方法
同轴电缆
微波
MUX
卫星 光缆
MUX
9
微波设备 电话/数据图像等信息
A站
微波设备 电话/数据/图像等信息
B站
数字微波点对点传输模型
10
微波 设备
电话 / 数据 图像等信息
A站（端）
微波 设备
其中 a 为反射板有效面积 m 2
a Acos2
反射板无源
d 2 （km）
15
无源中继站（实物照片）
反射板式无源中继站 Plane reflectors
双抛物面无源中继站 Parabolic reflectors
16
应用范围
宏蜂窝、微蜂窝网络传输 专用网 接入网 临时话音或数据链路 传输线的备份
2. 普通无线电波会被高空的电离层所吸收或被反射回来，而微波则 能够穿过电离层至外层空间。电视广播、卫星通信、宇宙航行， 射电天文学，以及受控热核反应中的等离子体的参数测量等，都 是利用了微波的这一特性才得以实现的；
3. 微波的频率很高，因此可利用的频带较宽、信息容量大，从而使 微波通信得到了广泛的应用和发展。
天线参数
频段
天线口径
增益
典型性能
33
1.5 衰落
微波传播必须采用直射波，接收点的场强是直射空间波与地面反 射波的叠加。传播媒介质是地面上的低空大气层和路由上的地面 、地物。当时间(季节、昼夜等)和气象(雨、雾、雪等)条件发生 变化时，大气的温度、湿度、压力和地面反射点的位置、反射系 数等也将发生变化。这必然引起接收点场强的高低起伏变化。这 种现象，叫做电波传播的衰落现象。显然衰落现象具有很大的随 机性。
也可以在微波频段直接调制，但调制限于PSK； 6.微波通信的理论基础是电磁场理论；
8
1.4.1 不同的传输方法
同轴电缆
微波
MUX
卫星 光缆
MUX
9
微波设备 电话/数据图像等信息
A站
微波设备 电话/数据/图像等信息
B站
数字微波点对点传输模型
10
微波 设备
电话 / 数据 图像等信息
A站（端）
微波 设备
其中 a 为反射板有效面积 m 2
a Acos2
反射板无源
d 2 （km）
15
无源中继站（实物照片）
反射板式无源中继站 Plane reflectors
双抛物面无源中继站 Parabolic reflectors
16
应用范围
宏蜂窝、微蜂窝网络传输 专用网 接入网 临时话音或数据链路 传输线的备份
2. 普通无线电波会被高空的电离层所吸收或被反射回来，而微波则 能够穿过电离层至外层空间。电视广播、卫星通信、宇宙航行， 射电天文学，以及受控热核反应中的等离子体的参数测量等，都 是利用了微波的这一特性才得以实现的；
3. 微波的频率很高，因此可利用的频带较宽、信息容量大，从而使 微波通信得到了广泛的应用和发展。
03微波基础原理-PPT文档资料
无线电波传播（2）
大气影响
秘密▲
折射
部分反射
吸收
气体与水雾的影响
散射
n2
i.2 n2 i.1 n1 n1
Freq. < 15 GHz insignificant 20 GHz : 0.1 dB / km 降雨的影响 Freq. > 10 GHz
Diffusion volume
n1×sin i.1 = n2×sin i.2
R 假想地球半径
N 可能会超出此值范围： + 250 或 - 350, 在少数时间里
用一个假想的地球，地球半径为8500km,则会简化电波的折射传播分析。
衰落
原因 类型 选择性衰落 雨雪衰落 抗衰落措施
原因
引起衰落的因素有：
秘密▲
1 2 3 4
传播媒质改变 表面反射 大气 降雨
类型
秘密▲
1 2 3
FI
解调器
CAG
数字 信号 发射器 dBm dBm
IF Level 0 dBm ± 2dB
A
IF W0 Noise W Time
信号 噪声
C N
B
Time
抗衰落措施
非分集技术 1 2 3 降低地面反射程度 增加路径的一致性 各种均衡器
秘密▲
H
分集技术 1 2
频率分集 多频率发射 择优接受
空间分集 单频发射，多接受
快衰落与慢衰落 上衰落与下衰落 频率选择性衰落与平衰落
秘密▲
选择性衰落
起因： 多径传播
折射 反射 A1 A
2
A 2 ,T A 1 ,T
1
2
发射器
F= A max 1
《电信网络基础全》课件
04
电信网络安全与管理
电信网络安全概述
电信网络安全定义
电信网络安全是指通过管理和技术手段，确保电信网络数据的保 密性、完整性、可用性和可控性。
电信网络安全威胁
电信网络安全面临的威胁包括网络攻击、病毒传播、非法入侵、数 据泄露等。
电信网络安全重要性
电信网络作为现代通信的基础设施，其安全稳定运行对国家安全、 经济发展和社会稳定具有重要意义。
02
交换机
用于连接同一网络中的设备， 并根据MAC地址转发数据帧。
03
集线器
早期网络设备，用于连接多个 设备并共享带宽。
电信网络传输介质
01
02
03
有线介质
双绞线、同轴电缆、光纤 等。
无线介质
无线电波、微波、红外线 等。
卫星传输
通过地球同步卫星进行数 据传输。
03
电信网络架构与设计
电信网络架构概述
《电信网络基础全》ppt课件
目录
• 电信网络概述 • 电信网络技术基础 • 电信网络架构与设计 • 电信网络安全与管理 • 电信网络发展趋势与挑战 • 案例分析与实践
01
电信网络概述
电信网络的发展历程
2G数字通信
数字信号传输，支 持语音和低速数据 业务。
4G移动互联网
高速率、低时延， 支持各类移动互联 网应用。
可靠性原则
电信网络设计应保证网络的可靠性 ，采取多种备份和冗余设计，以减
少故障发生。
可扩展性原则
电信网络设计应考虑未来的扩展需 求，方便新增和升级设备、扩容网
络容量。
安全性原则
电信网络设计应采取必要的安全措 施，防止未经授权的访问和攻击， 保护用户信息和网络安全。
微波通信基本原理ppt课件
几个基本概念 费涅耳半径(The Fresnel Radius)
T
F1
R
d1 P
d2
d
图1
第一费涅耳区半径
F1=（λd1d2/d）1/2 F2=（2λd1d2/d）1/2
= (2)1/2 F1
...... Fn=（nλd1d2/d）1/2
= (n)1/2 F1
微波通信的基本原理
• 几个基本概念 • 自由空间的电波传播 • 各种衰落及抗衰落技术 • 微波通信对设计的要求 • 干扰信号
几个基本概念
费涅耳区定义(The Fresnel Zone Definition)
费涅耳区 The Fresnel Zone:
➢ 如果前述定义的一系列费涅耳椭球面，与我们从T或R点出发认定的某一波前面相交 割，在交割的界面上我们就可以得到一系列的圆和环，中心是一个圆，称为第一费 涅耳区。
➢ 其外的圆环（外圆减内圆得到的圆环）称为第二个费涅耳区，再往外的圆环称为第 三费涅耳区、第四费涅耳区...... 第N费涅耳区。
线传播。
即：R e =KR
R为实际地球半径。
K值的实际测量平均值为4/3左右。但实际地段的K值和该地段的气象 有关，可以在较大范围内变化，影响视距传播。
自由空间的电波传播
• 自由空间的定义 • 自由空间损耗的定义 • 自由空间损耗的计算
自由空间的电波传播
自由空间的定义
自由空间 Free Space:
又称为理想介质空间，它相当于真空状态的理想空间。 在这个空间中充满均匀的、理想的介质，它的导电率σ=0，介电常数ε=ε0=109/36π F/m(法拉/米)，导磁系数μ=μ0=4π×10-7 H/m （亨/米）。
几个基本概念
《微波传输基本理论》课件
包括微波发射设备、传输介质、微波接收设备等。
微波传输系统的分类
根据传输距离和应用需求的不同，可分为点对点传 输和多点传输。
微波传输的性能指标
• 传输容量 • 可靠性 • 稳定性 • 安全性
微波传输的应用
无线电视 远程监控与控制
无线电台
卫星通信
其他应用
微波传输的未来发展
智能化技术
利用人工智能和大数 据技术，实现微波传 输系统的智能化管理 和优化。
《微波传输基本理论》 PPT课件
微波传输基本理论是研究微波信号在传输中的传播和特性的重要领域。本课 件将介绍微波传输的定义、特点、主要技术、系统组成、性能指标、应用以 及未来发展。
什么是微波传输?
微波传输是指利用微波信号进行信息传输的技术。它在电信、无线电视、远程监控与控制等领域得到广泛应用。
微波传输的特点
频率规划技术
根据不同的需求和环 境，合理规划微波信 号的频率与带宽。
天线技术
设计和优化微波天线， 以提高信号的传输效 果和覆盖范围。
传输线技术
选择适合的传输线材 料和结构，减小信号 的衰减和损耗。
多路复用技术
充分利用频谱资源， 提高信道的利用率和 传输容量。
微波传输系统的组成
微波传输系统的基本组成
全球卫星导航 系统
全球卫星导航系统的 发展将促进微波传输 的应用和发展。
5G网络
5G网络的建设将对微 波传输技术提出更高 的要求，推动其进一 步发展和创新。
微波集成电路 技术
微波集成电路技术的 进步将推动微波传输 系统的性能提升和成 本降低。
总结
微波传输基本理论对于理解和应用微波传输技术具有重要意义。未来，微波传输将在智能化、卫星导航、5G 网络和微波集成电路等方面取得更大的突破和发展。
微波传输系统的分类
根据传输距离和应用需求的不同，可分为点对点传 输和多点传输。
微波传输的性能指标
• 传输容量 • 可靠性 • 稳定性 • 安全性
微波传输的应用
无线电视 远程监控与控制
无线电台
卫星通信
其他应用
微波传输的未来发展
智能化技术
利用人工智能和大数 据技术，实现微波传 输系统的智能化管理 和优化。
《微波传输基本理论》 PPT课件
微波传输基本理论是研究微波信号在传输中的传播和特性的重要领域。本课 件将介绍微波传输的定义、特点、主要技术、系统组成、性能指标、应用以 及未来发展。
什么是微波传输?
微波传输是指利用微波信号进行信息传输的技术。它在电信、无线电视、远程监控与控制等领域得到广泛应用。
微波传输的特点
频率规划技术
根据不同的需求和环 境，合理规划微波信 号的频率与带宽。
天线技术
设计和优化微波天线， 以提高信号的传输效 果和覆盖范围。
传输线技术
选择适合的传输线材 料和结构，减小信号 的衰减和损耗。
多路复用技术
充分利用频谱资源， 提高信道的利用率和 传输容量。
微波传输系统的组成
微波传输系统的基本组成
全球卫星导航 系统
全球卫星导航系统的 发展将促进微波传输 的应用和发展。
5G网络
5G网络的建设将对微 波传输技术提出更高 的要求，推动其进一 步发展和创新。
微波集成电路 技术
微波集成电路技术的 进步将推动微波传输 系统的性能提升和成 本降低。
总结
微波传输基本理论对于理解和应用微波传输技术具有重要意义。未来，微波传输将在智能化、卫星导航、5G 网络和微波集成电路等方面取得更大的突破和发展。
《微波网络基础》课件
移动通信中的微波网络需要解 决信号干扰和多径衰落等问题 ，以保证通信质量和稳定性。
物联网中的微波网络
1
物联网中的微波网络主要用于实现物体之间的信 息交换和远程控制，具有广泛的应用前景。
2
物联网中的微波网络通常采用低功耗、低成本的 微波模块，以实现无线数据传输和控制。
3
物联网中的微波网络需要解决信号传输过程中的 能量效率和可靠性等问题，以保证物体之间的有 效通信。
高效性原则
优化微波网络系统的性能参数，提高数据传 输效率。
扩展性原则
设计时应考虑未来发展需求，方便系统升级 和扩容。
经济性原则
在满足性能要求的前提下，尽可能降低建设 和运营成本。
微波网络的系统组成
发射机
负责将信号从微波网络发送出去。
馈线
连接发射机和接收机的传输线。
接收机
负责接收微波网络传送的信号。
3
集成工艺
将多个微波元件集成在一个芯片上，实现微波系 统的微型化。
微波网络的测试技术
测试设备
包括信号源、频谱分析仪、功率计、网络分析仪等，用于测试微波元件的性能 参数。
测试方法
根据不同的元件和性能参数，选择合适的测试方法，如电压驻波比测试、插入 损耗测试等。
05
微波网络的应用实 例
卫星通信中的微波网络
微波网络的应用领域
广播电视传输
微波网络广泛应用于广播电视节目的传输，如卫 星电视、地面无线电视等。
电信通信
微波网络在电信通信领域中用于构建移动通信网 络、宽带接入网络等。
军事通信
由于微波网络具有较好的抗干扰能力和保密性， 因此在军事通信领域中也有广泛应用。
微波网络的发展趋势
《微波通信原理》课件
个人移动通信的发展
总结词
随着个人移动设备的普及，微波通信在 个人移动通信领域的应用越来越广泛， 为人们提供了更加便捷的通信方式。
VS
详细描述
个人移动通信是微波通信的重要应用领域 之一。通过微波通信技术，人们可以使用 智能手机、平板电脑等移动设备随时随地 进行语音、视频通话和数据传输，极大地 丰富了人们的通信方式和生活方式。
ERA
微波通信定义
微波通信是一种利用微波频段的电磁 波进行信息传输的通信方式。
它利用频率在0.3GHz至300GHz之间 的电磁波，通过定向天线将信号传输 到远方，实现信息的传递。
微波通信特点
传输容量大
微波频段具有丰富的频谱资源 ，可以实现高速、大容量的信
息传输。
传输质量稳定
微波信号在自由空间中传播时 受气象和地形影响较小，传输 质量较为稳定。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
《微波通信原理》PPT课件
• 微波通信概述 • 微波通信系统组成 • 微波传播特性 • 数字微波通信原理 • 模拟微波通信原理 • 微波通信的发展趋势与展望
目录
CONTENTS
01
微波通信概述
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
大气中的水蒸气、氧气和气溶胶等成分对微波信号产生吸收和 散射，导致信号衰减。
02
不同的大气条件（如湿度、温度和气压）对微波衰减有显著影
响。
大气衰减随频率增加而增大，因此高频率微波在传播过程中损
03
耗较大。
反射、折射与散射
1
微波遇到障碍物时，会部分地被反射、折射和散 射。
2
障碍物的电导率和介电常数对反射、折射和散射 有重要影响。
《微波传输基本理论》PPT课件
分别为：
E 0
3P 0 T (V/m ) d
H 0
3P 0 T (A /m ) 1 2d 0
单位面积上的电波功率密度Ws为： Ws = PT /4πd2〔W/m2〕
假设用发射天线增益为GT的有方向 性天线取代无方向性天线，那么上 述公式应改写为：
E0
30PTGT d
〔V/m〕
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
H0
30PTGT
《微波传输基本理论》 PPT课件
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各种波段波的特性
➢ 长波的穿射能力最强，电磁波靠地波传播，但其收发信 天线的占用场地很大，常用于海上通信。
假设收发天线增益为0 dB即GR=GT=1，那么自由空间传播
损L 耗PLP ：10 lgP P T R10 lg 4d 2
3.2 45 20 lg d(km )20 lgf(MH )
由上式可见，自由空间中电波传播损耗与工作频率f和传播距 离d成正比。当f或d增大一倍时，[LP]将会分别增加6 dB。 [LP]反映了球面波的扩散损耗大小。
5.1 无线电波传播的方式及特性
5.1.1电波传播所涉及到的地球大气层 电波传播会涉及到地球大气层，地 球上面的大气层的构造如图。
对流层 平流层 电离层
大气层的结构
5.1.2无线电波在空间的传播模
式
电磁波在其横向平面中场值的大小和方向 都不变，那么称为均匀平面波。为简化起 见，下面只讨论均匀平面波在自由空间中 的传播情况。
微波技术原理 第1-2章 微波传输线——微波原理课件PPT
圆TE01模波导壁 上没有纵向电流
圆柱TE01模的损耗随频率升高单调下降， 因此适合于高频微波和毫米波的远距离传输。
§2.5. 微带线
Y
W d 介质基片εr
o 金属地板
带状导体 X
微带线的演化过程示意图
6. 矩形波导中TM 波的场分量 （Hz=0，Ez ≠0） 类似于TE波，TM波也有很多不同的模式，
记为TMmn。其场分量函数如下：
7. 矩形波导中电磁波的相速和群速 相速: 群速：
矩形波导中不同频率的电磁波的相速不同。——色散
8.矩形波导中的主模— TE10模 (m =1，n =0 )
（1）电磁场结构
电磁波沿Z轴正向传播，假设传播常数β，则
无源空间中时变电磁场满足麦克斯韦方程： 由此可得：
导波系统中电磁波有以下几种类型：
1. TEM波(横电磁波)，Ez=Hz=0。波速 = C。 2. TE波 (横电波)， Ez=0，Hz≠0。波速 > C。 3. TM波 (横磁波)，Hz=0，Ez ≠0。波速 > C 。 4. EH或HE波（混合波）， Ez ≠0， Hz≠0。
—— kc 为圆TMmn模电磁波的截止波矢。
• 圆波导中的TMmn电磁波的场表达式：
（2）圆波导中的TE波
TE波的纵向场方程和边界条件：
——截止波数
金属圆波导的主要特点：
金属圆波导中存在TE波和TM波，这两种 波的电磁场随径向r 的变化函数为贝塞尔函数 或贝塞尔函数的导函数，随方向角φ的变化函 数为三角函数。
TE 波 TM波
§2.2 同轴线中的TEM模电磁波
对于TEM模电磁波，Ez=Hz=0，利用上式得：
只要求出横向电场，就可以求出横向磁场。 其次，横向电场旋度为 0，可以假设为一个标量 函数的梯度。假设： 那么，根据
圆柱TE01模的损耗随频率升高单调下降， 因此适合于高频微波和毫米波的远距离传输。
§2.5. 微带线
Y
W d 介质基片εr
o 金属地板
带状导体 X
微带线的演化过程示意图
6. 矩形波导中TM 波的场分量 （Hz=0，Ez ≠0） 类似于TE波，TM波也有很多不同的模式，
记为TMmn。其场分量函数如下：
7. 矩形波导中电磁波的相速和群速 相速: 群速：
矩形波导中不同频率的电磁波的相速不同。——色散
8.矩形波导中的主模— TE10模 (m =1，n =0 )
（1）电磁场结构
电磁波沿Z轴正向传播，假设传播常数β，则
无源空间中时变电磁场满足麦克斯韦方程： 由此可得：
导波系统中电磁波有以下几种类型：
1. TEM波(横电磁波)，Ez=Hz=0。波速 = C。 2. TE波 (横电波)， Ez=0，Hz≠0。波速 > C。 3. TM波 (横磁波)，Hz=0，Ez ≠0。波速 > C 。 4. EH或HE波（混合波）， Ez ≠0， Hz≠0。
—— kc 为圆TMmn模电磁波的截止波矢。
• 圆波导中的TMmn电磁波的场表达式：
（2）圆波导中的TE波
TE波的纵向场方程和边界条件：
——截止波数
金属圆波导的主要特点：
金属圆波导中存在TE波和TM波，这两种 波的电磁场随径向r 的变化函数为贝塞尔函数 或贝塞尔函数的导函数，随方向角φ的变化函 数为三角函数。
TE 波 TM波
§2.2 同轴线中的TEM模电磁波
对于TEM模电磁波，Ez=Hz=0，利用上式得：
只要求出横向电场，就可以求出横向磁场。 其次，横向电场旋度为 0，可以假设为一个标量 函数的梯度。假设： 那么，根据
微波网络基础PPT课件
Z 0k
注意：任意端口的归一化参量都是对本端口的特性阻抗
进行归一化。
• 归一化的好处：
1、运算时数据比较简练；
2、归一化电压、归一化电流具有相同的量纲， 便于比较和运算；
3、由归一化值求原来的绝对数值只需进行Байду номын сангаас应
的反归一化运算；
Uk uk Z0k
Ik
ik Z 0k
Z0k1Z0kZ0k Z Z Zc0
u1
i1
1
ik Ik Z0k
T1
网络
i2
2
u2
T2
u1Z1i11Z1i22
u2Z2i11Z2i22
u1 u2
Z11 Z21
Z Z1222ii12
[u] [Z] [i]
Z
归一化
阻抗矩阵
Z11 Z 01
Z 21 Z 01Z 02
Z12
Z 01Z 02
Z 22 Z 02
五、双端口网络的导纳参数：
网络2
U2 A2
U3
级联网络 A
U1
I1
A1UI22
U2
I2
A2U I33
U I 1 1 A 1 A 2 U I 3 3 A 1 A 2 U I 3 3 A U I 3 3
第九章 微波网络
9.1 微波网络的基本概念
一、微波网络的定义：
• 低频电路网络：
由元器件（如电容、电感、电阻、晶体管...） 组成的电路系统。最简单的电路网络可能只包含 一个元器件。
• 微波网络：
由微波元器件（膜片、销钉、衰减器、E－T分 支、微波二极管、微波三极管…）组成的微波电 路系统。
最简单的微波网络可能只包含一个微波元器件。 即，任何一个微波元器件，或若干个微波元器件 组成的电路系统，都可以称为一个微波网络。
《微波网络基础》PPT课件
S
• (3)电压与电流之比等于选定的等效阻抗值。 假设所选定等效阻抗为Ze, 则有
精选PPT
13
h e
Ze
Ht Et
• 当模式横向场Et、 Ht已知时，可以求出e, h, 从而也就定出V、I。
精选PPT
14
• 以矩形波导H10波为例
•令
Et
ayEy
ay
a H0
sin
a
xejz
Ht
axHx
ax
– 电压与电流； Ze(V)IV/I2b aZWH
– 电流与功率； Ze(IP )P/I24b aZWH
– 电压与功率；
Ze(V)PV2/Pb aZWH
精选PPT
18
• 由上述可见，在三种等效阻抗定义下， 算出的等效阻抗绝对值各不相同，但只 差一个常数。在微波技术中，通常只用 阻抗相对值，因此在三种等效阻抗表示 式中，可只留下与截面尺寸有关的部分， 作为公认的等效阻抗表达式，即
– 对无耗网络， S具有么正性(酉正性)，即
ST I
– 当网络对称时，有
Sii S（ij 全对称）
Sik
S
（部分对称）
jk
精选PPT
52
传输矩阵(T矩阵)
• 当网络输出端口的场量a2和b2已知，欲 求输入端口的场量a1、 b1时，用T作变 换矩阵最为方便，即
a1 b1
TT1211
T12b2 T22a2
精选PPT
24
•但
E teV H thI
• 代入 Ht /z 和 Et /z 得
V z
j
Ze ZWH
I
Z1I
I
z j Ze V Y1V
电报 方程
• (3)电压与电流之比等于选定的等效阻抗值。 假设所选定等效阻抗为Ze, 则有
精选PPT
13
h e
Ze
Ht Et
• 当模式横向场Et、 Ht已知时，可以求出e, h, 从而也就定出V、I。
精选PPT
14
• 以矩形波导H10波为例
•令
Et
ayEy
ay
a H0
sin
a
xejz
Ht
axHx
ax
– 电压与电流； Ze(V)IV/I2b aZWH
– 电流与功率； Ze(IP )P/I24b aZWH
– 电压与功率；
Ze(V)PV2/Pb aZWH
精选PPT
18
• 由上述可见，在三种等效阻抗定义下， 算出的等效阻抗绝对值各不相同，但只 差一个常数。在微波技术中，通常只用 阻抗相对值，因此在三种等效阻抗表示 式中，可只留下与截面尺寸有关的部分， 作为公认的等效阻抗表达式，即
– 对无耗网络， S具有么正性(酉正性)，即
ST I
– 当网络对称时，有
Sii S（ij 全对称）
Sik
S
（部分对称）
jk
精选PPT
52
传输矩阵(T矩阵)
• 当网络输出端口的场量a2和b2已知，欲 求输入端口的场量a1、 b1时，用T作变 换矩阵最为方便，即
a1 b1
TT1211
T12b2 T22a2
精选PPT
24
•但
E teV H thI
• 代入 Ht /z 和 Et /z 得
V z
j
Ze ZWH
I
Z1I
I
z j Ze V Y1V
电报 方程
《微波通信基本原理》课件
微波传输线路和波导用于传输 微波信号，具有低损耗和低干 扰等特点。
微波通信技术应用
移动通信中的应用
微波通信在移动通信基站中用于 信号的传输和覆盖。
卫星通信中的应用
微波通信在卫星通信系统中作为 卫星与地面站之间的主要通信手 段。
地面通信和雷达中的应用
微波通信在地面通信网络和雷达 系统中起到关键作用。
3 在现代通信中的地位
微波通信在无线通信、卫星通信和雷达等领域中扮演着重要的角色。
微波通信基础知识
1 微波的概念和特点
微波是在频率范围为
2 微波的频段和波长
微波频段包括Ku波段、
3 微波在不同介质中的
传播特性
1GHz至300GHz的电磁波，
Ka波段等，其波长一般在
微波在空气、水、固体等
具有短波长和高频率的特
《微波通信基本原理》 PPT课件
微波通信是现代通信中关键的技术之一。本课件将深入介绍微波通信的基本 原理，包括概述、基础知识、系统组成、技术应用和安全等方面，旨在帮助 读者全面了解和掌握微波通信的重要性波频段进行信息传输的通信技术。
2 优点与缺点
微波通信具有高传输速度、大带宽和阻抗匹配等优点，但对地形和天气等条件敏感。
1mm至1m之间。
介质中的传播速度和衰减
点。
特性有所不同。
微波通信系统组成
基本组成部分
微波通信系统由发射端和接收 端组成，包括调制器、天线和 传输线等。
微波天线的设计原理 和分类
微波天线的设计要考虑增益、 方向性和频率等因素，常见的 天线类型有方向天线、喇叭天 线等。
微波传输线路与波导 的概念和特点
微波通信安全
1 安全隐患和威胁
微波通信面临着信息窃取、干扰和破坏等安全隐患和威胁。
微波通信技术应用
移动通信中的应用
微波通信在移动通信基站中用于 信号的传输和覆盖。
卫星通信中的应用
微波通信在卫星通信系统中作为 卫星与地面站之间的主要通信手 段。
地面通信和雷达中的应用
微波通信在地面通信网络和雷达 系统中起到关键作用。
3 在现代通信中的地位
微波通信在无线通信、卫星通信和雷达等领域中扮演着重要的角色。
微波通信基础知识
1 微波的概念和特点
微波是在频率范围为
2 微波的频段和波长
微波频段包括Ku波段、
3 微波在不同介质中的
传播特性
1GHz至300GHz的电磁波，
Ka波段等，其波长一般在
微波在空气、水、固体等
具有短波长和高频率的特
《微波通信基本原理》 PPT课件
微波通信是现代通信中关键的技术之一。本课件将深入介绍微波通信的基本 原理，包括概述、基础知识、系统组成、技术应用和安全等方面，旨在帮助 读者全面了解和掌握微波通信的重要性波频段进行信息传输的通信技术。
2 优点与缺点
微波通信具有高传输速度、大带宽和阻抗匹配等优点，但对地形和天气等条件敏感。
1mm至1m之间。
介质中的传播速度和衰减
点。
特性有所不同。
微波通信系统组成
基本组成部分
微波通信系统由发射端和接收 端组成，包括调制器、天线和 传输线等。
微波天线的设计原理 和分类
微波天线的设计要考虑增益、 方向性和频率等因素，常见的 天线类型有方向天线、喇叭天 线等。
微波传输线路与波导 的概念和特点
微波通信安全
1 安全隐患和威胁
微波通信面临着信息窃取、干扰和破坏等安全隐患和威胁。
第2章微波信号的传播本-PPT精品文档
H 1 2Zc
E2
无线电波的基本性质（序）
④ 无线电波的极化：电场矢量端点轨迹的取向和形 状来定义极化方向 线极化 圆极化 椭圆极化
线极化
垂直极化：电场方向与地球表面垂直 水平极化：电场方向与地球表面平行
E Ex2 Ey2
任意一个线极化可分解为一个 水平极化分量与垂直极化分量
线极化不能简单地认为是水平极化和垂 直极化，这在实际传输系统中很重要。
• 天波传播
• 定义：无线电波通过高空电离层反射传播 • 应用：长、中和短波波段
• 散射传播
• 定义：无线电波利用对流层或电离层中介质的不均匀性对电 磁波的散射进行传播
• 应用：超短波和微波远距离通信
• 视距传播
• 定义：收发在相互“看见”的距离传播 • 应用：微波波段
无线电波的基本性质
① 电场、磁场和电波传播方向（能流传输方向）相互 垂直，它们之间是右手螺旋的关系。
• 同步轨道卫星和地球之间的传播损耗 • 假设遥测频率为2.2GHz • 则Ls=92.4+20log(380000)+20log2.2=210.8dB
自由空间传播条件下收信电平的计算 （不考虑大气衰减等因素）
• 在实际系统天线是有方向性的，其增益为Gt
• 在波束方向d处的信号电场强度为 P t G t
3.2.3 反射损耗的频率选择性和二径模型
反射损耗的频率选择性可以用具有反射波时的信道传输
特性进行分析，常称为二径模型法。
H E R a je r 11 e j r A 1 e j
E 0
幅频特性
相位特性
A 1 2 2co1 /2 sarc1tgscin os
《微波传输线》课件
网、云计算等领域提供更好的技术支持。
环境影响与可持续发展
总结词
环境影响与可持续发展是微波传输线发展中必须考虑 的问题，需要采取有效措施降低对环境的影响。
详细描述
随着人们对环境保护意识的提高，微波传输线在发展 过程中必须考虑其对环境的影响。在材料选择、生产 制造、使用过程中，需要采取环保措施，减少对环境 的污染和破坏。同时，为了实现可持续发展，还需要 积极探索可再生能源的应用，如太阳能、风能等，以 降低能源消耗和碳排放量，为构建绿色、低碳的未来 做出贡献。
缺点
尺寸较大，不易实现小型化和集成化。
圆波导
结构特点
由一个金属圆筒和两个金属封盖构成 ，传输TEM模的电磁波。
应用场景
主要用于微波测量和某些特殊应用。
优点
具有低损耗、高带宽和良好的屏蔽性 能。
缺点
尺寸较大，不易实现小型化和集成化 ，且加工难度较高。
光纤
结构特点
由石英或塑料制成的纤芯和包层组成，传输 光波。
《微波传输线》PPT课件
目录
• 微波传输线概述 • 微波传输线的种类与结构 • 微波传输线的传输特性 • 微波传输线的应用场景 • 微波传输线的设计与优化 • 微波传输线的未来发展与挑战
01
微波传输线概述
定义与特点
定义
微波传输线是指用来传输微波信号的 导波结构，通常由金属导体（如铜、 铝等）构成。
06
微波传输线的未来发展 与挑战
新材料的应用
总结词
新材料的应用是微波传输线领域的重要发展 方向，有助于提高传输性能和降低成本。
详细描述
随着科技的不断发展，新型材料如碳纳米管 、石墨烯等在微波传输线中的应用逐渐受到 关注。这些新材料具有优异的电性能和机械 强度，可以替代传统的铜线材料，降低传输 损耗，提高传输速度，同时也有助于减轻线 缆重量和减小线缆尺寸，为未来的通信和航
环境影响与可持续发展
总结词
环境影响与可持续发展是微波传输线发展中必须考虑 的问题，需要采取有效措施降低对环境的影响。
详细描述
随着人们对环境保护意识的提高，微波传输线在发展 过程中必须考虑其对环境的影响。在材料选择、生产 制造、使用过程中，需要采取环保措施，减少对环境 的污染和破坏。同时，为了实现可持续发展，还需要 积极探索可再生能源的应用，如太阳能、风能等，以 降低能源消耗和碳排放量，为构建绿色、低碳的未来 做出贡献。
缺点
尺寸较大，不易实现小型化和集成化。
圆波导
结构特点
由一个金属圆筒和两个金属封盖构成 ，传输TEM模的电磁波。
应用场景
主要用于微波测量和某些特殊应用。
优点
具有低损耗、高带宽和良好的屏蔽性 能。
缺点
尺寸较大，不易实现小型化和集成化 ，且加工难度较高。
光纤
结构特点
由石英或塑料制成的纤芯和包层组成，传输 光波。
《微波传输线》PPT课件
目录
• 微波传输线概述 • 微波传输线的种类与结构 • 微波传输线的传输特性 • 微波传输线的应用场景 • 微波传输线的设计与优化 • 微波传输线的未来发展与挑战
01
微波传输线概述
定义与特点
定义
微波传输线是指用来传输微波信号的 导波结构，通常由金属导体（如铜、 铝等）构成。
06
微波传输线的未来发展 与挑战
新材料的应用
总结词
新材料的应用是微波传输线领域的重要发展 方向，有助于提高传输性能和降低成本。
详细描述
随着科技的不断发展，新型材料如碳纳米管 、石墨烯等在微波传输线中的应用逐渐受到 关注。这些新材料具有优异的电性能和机械 强度，可以替代传统的铜线材料，降低传输 损耗，提高传输速度，同时也有助于减轻线 缆重量和减小线缆尺寸，为未来的通信和航
第2章 无线传输技术基础PPT课件
第2章 无线传输技术基础
精选PPT课件
1
内容提要
2．1 无线传输媒体 2．2 天线 2．3 传播方式 2．4 直线传输系统中的损伤 2．5 移动环境中的衰退 2．6 多普勒效应 2．7 信号传输技术 2．8 扩频技术 2．9 差错控制技术
精选PPT课件
2
2．1 无线传输媒体
❖ 传输媒体是数据传输系统中发送器和接收器之间的 物理路径。
易受环境因素影响 微波的传播性能有时也会受到恶劣气候的影响，如雨水天气。因为微波只有几厘米的波长， 因而容易被水吸收。
安全性差
与电缆通信系统比较，微波通信的隐蔽性和保密性较差。
维护难度大
对大量中继站的使用和维护要耗费一定精的选人PP力T课和件物力。
9
典型的数字微波性能
波段/GHz 2 6 11 18
精选PPT课件
3
无线传输媒体
❖ 数据传输的特性及传输质量取决于传输媒体的性质和传输信 号的特性
❖ 对于导向媒体，传输受到的限制主要取决媒体本身。 ❖ 对非导向传输媒体，发送天线生成的信号带宽比媒体更重要。 ❖ 比如天线发射的信号有一个重要属性是方向性，通常低频信
号是全向的，当频率较高时信号能被聚集成为有向波束 人耳对2000－5000HZ的频率范围感受力最强，但人说话声
带宽/MHz 7 30 40
220
数据率/Mb/s 12 90 135 274
精选PPT课件
10
地面微波（续1）
❖ 微波传输的主要损耗来源于衰减。
❖ 微波(以及无线电广播频段)的பைடு நூலகம்耗公式
4d
2
L 10lg
❖ 微波的损耗随距离的平方而变化
❖ 损伤的另一个原因是干扰，随着微波应用的 不断增多，传输区域重叠，干扰始终是一个
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1
内容提要
2．1 无线传输媒体 2．2 天线 2．3 传播方式 2．4 直线传输系统中的损伤 2．5 移动环境中的衰退 2．6 多普勒效应 2．7 信号传输技术 2．8 扩频技术 2．9 差错控制技术
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2
2．1 无线传输媒体
❖ 传输媒体是数据传输系统中发送器和接收器之间的 物理路径。
易受环境因素影响 微波的传播性能有时也会受到恶劣气候的影响，如雨水天气。因为微波只有几厘米的波长， 因而容易被水吸收。
安全性差
与电缆通信系统比较，微波通信的隐蔽性和保密性较差。
维护难度大
对大量中继站的使用和维护要耗费一定精的选人PP力T课和件物力。
9
典型的数字微波性能
波段/GHz 2 6 11 18
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3
无线传输媒体
❖ 数据传输的特性及传输质量取决于传输媒体的性质和传输信 号的特性
❖ 对于导向媒体，传输受到的限制主要取决媒体本身。 ❖ 对非导向传输媒体，发送天线生成的信号带宽比媒体更重要。 ❖ 比如天线发射的信号有一个重要属性是方向性，通常低频信
号是全向的，当频率较高时信号能被聚集成为有向波束 人耳对2000－5000HZ的频率范围感受力最强，但人说话声
带宽/MHz 7 30 40
220
数据率/Mb/s 12 90 135 274
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10
地面微波（续1）
❖ 微波传输的主要损耗来源于衰减。
❖ 微波(以及无线电广播频段)的பைடு நூலகம்耗公式
4d
2
L 10lg
❖ 微波的损耗随距离的平方而变化
❖ 损伤的另一个原因是干扰，随着微波应用的 不断增多，传输区域重叠，干扰始终是一个
电信传输系统ppt课件
CCITT T1载波还可以多路复用到更高
级的载波上。
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26
图 2.26 多路复用
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27
第二部分 光通信基本理论
第一节 光纤通信 第二节 光纤的传输特性
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28
一、光纤通信的概念、使用波长 及传输原理
1、光纤通信的概念 光纤通信是指以光波为载体，以光导纤维为传
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37
3、波导结构不完善而引起的损耗
实际的光纤纤芯与包层的交界面并非理想光滑的圆柱 面，而存在着非常微小结构的凹凸现象。这种不均匀 表面能将传输模转换成辐射模，使光纤损耗增加。这 种损耗可随制造工艺的改善而减小。
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38
4、微弯损耗 光纤侧面受到不均匀压力，轴向上发生微米级 弯曲，
B2W (Baud)
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14
香农(Shannon)的研究表明,有噪声信道的极限数 据速率可由下面的公式计算:
CWlog2(1NS)
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15
5.脉冲编码调制
模拟数据通过数字信道传输有效率高、 失真 小的优点, 而且可以开发新的通信业务, 例如, 数字电话系统可提供语音信箱的功能。 把模 拟数据转化成数字信号, 要使用一种叫编码解 码器(Codec)的设备。
6、原料资源丰富、节约有色金属
由于光纤是采用SiO2玻璃这种极易得到的有 机原料制成，与用铜质电缆作为传输媒质相比， 节约了大量的有色金属“铜”。
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34
三、光纤的结构
光纤是由纤芯和包层组成的，其中纤芯的折射 率n1略高于包层的折射率n2，因为这样才能实 现光波在纤芯中传输时的全反射。
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第2章 传输线理论
微波元件等效为微波网络 一、 网络参考面的选择
参考面的位置可以任意选，但必须考虑以下两点： （1）单模传输时，参考面的位置应尽量远离不连续性区域， 这样参考面上的高次模场强可以忽略，只考虑主模的场强； （2）选择参考面必须与传输方向相垂直，这样使参考面上 的电压和电流有明确的意义
如果参考面位置改变，则网络参数也随之改变。
三、 微波网络的特性 (一) 微波网络的分类
按网络的特性进行分类
1. 线性与非线性网络 2. 可逆与不可逆网络 3. 无耗与有耗网络 4. 对称与非对称网络
按微波元件的功能来分
1.阻抗匹配网络 2.功率分配网络 3.滤波网络 4.波型变换网络
第2章 传输线理论
(二) 微波网络的性质
(1) 对于无耗网络，网络的全部阻抗参量和导纳参量均为纯虚数，
归 一化
~ ~~ ~~ U~1 Z~11I~1 Z~12I~2
U2 Z21I1 Z22I2
归一化阻抗参量为
~ Z11
Z11 Z01
~ Z22
Z22 Z02
~ Z12 ~ Z21
Z12
Z01Z02 Z21
Z01Z02
第2章 传输线理论
2. 导纳参量 用T1和T2两个参考面上的电压表示两个参考面上的电流，其网 络方程为
式中Ymn为导纳参量，若m=n称它为自导纳，若mn称它为转移导纳。
U1 Z11 Z12 Z1n I1
U2
Z21
Z22
Z2n
I2
Un
Zn1
Zn2
Znn
In
I1 Y11 Y12 Y1n U1
I2
Y21
Y22
Y2n
U2
In
Yn1
Yn2
Ynn
Un
UZI
IYU
第2章 传输线理论
如果T1和T2参考面所接传输线的特性导纳分别为Y01和Y02， 则归一化表示式为
~ ~~ ~~ ~I1 Y~11U~1 Y~12U~2
I2 Y21U1 Y22U2
~ U1
U1 Z 01
~ Y1 1
Y1 1 Y01
~ U2
U2 Z 02
~ Y12
Y12 Y01Y02
~ I1 I1 Z01
~ Y21
Y21 Y01Y02
~ I2 I2 Z02
~ Y22
Y22 Y02
第2章 传输线理论
3.转移参量
用T2面上的电压、电流来表示T1面上的电压和电流的网络方程， 且规定电流流进网络为正方向，流出网络为负方向。则有
转移参量的定义为
U I11A A1211
A12U2 A22I2
A11
U1 U2
I2 0
A12
U1 I2
U2 0
A21
I1 U2
I2 0
A22
I1 I2
U2 0
表示T2面开路时，端口(2)至端口(1)的电压转移 系数；
表示T2面短路时，端口(2)至端口(1)的转移阻抗； 表示T2面开路时，端口(2)至端口(1)的转移
导纳； 表示T2面短路时，端口(2)至端口(1)的电流转移
系数。
即有
Zij jXij
Yij jBij i,j1,2,,n
(2) 对于可逆网络，则有下列互易特性
Zij Zji
Yij Yji ij,i,j 1 ,2 , ,n
(3) 对于对称网络，则有
Zii Zjj
Yii Yjj ij,i,j 1 ,2 , ,n
第2章 传输线理论
二端口微波网络
一、 二端口微波网络的网络参量 在各种微波网络中，二端口微波网络是最基本的。例如： 衰减器、移相器、阻抗变换器和滤波器等均属于二端口微 波网络。 表征二端口微波网络特性的参量可以分为两大类： 一、反映网络参考面上电压与电流之间关系的参量 二、反映网络参考面上入射波电压与反射波电压之间 关系的参量。如图所示。
I1 I2
YY1211
各导纳参量元素定义如下
Y12U1 Y22U2
Y11
I1 U1
U2 0
Y22
I2 U2
U10
Y12
I1 U2
U10
Y21
I2 U1
U2 0
表示T2面短路时，端口(1)的输入导纳； 表示T1面短路时，端口(2)的输入导纳 表示T1面短路时，端口(2)至端口(1)的转移 导纳；
表示T2面短路时，端口(1)至端口(2)的转移 导纳。
第2章 传输线理论
二、不均匀区等效为微波网络
微波元件对电磁波的控制作用是通过微波元件内部的不均匀区 (不连续性边界)和填充媒质的特性来实现的。将不均匀区等效为 微波网络，需要用到电磁场的唯一性原理和线性叠加原理。
线性叠加原理
对于n端口线性网络， U1 Z11I1 Z12I2 Z1nIn U2 Z21I1 Z22I2 Z2nIn
Z 12
U1 I2
I1 0
表示T1面开路时，端口(2)至端口(1)的转移阻抗；
Z 21
U2 I1
I2 0
表示T2面开路时，端口(1)至端口(2)的转移阻抗。
第2章 传输线理论
特性阻抗归一化
T1和T2参考面上的归一化电压和归一化电流分别为
~ U1
U1 Z01
~ U2
U2 Z02
~ I1 = I1 Z01 ~ I2 = I2 Z02
第2章 传输线理论
唯一性原理
在一个封闭区域的边界上，切向电场或者切向磁场如果 是确定的，那么区域内的电磁场就被唯一确定
不连续性区域的边界是由导体及网络参考面构成的，参 考面上的模式电压和模式电流正比于横向电场和横向 磁场的幅度函数，如果网络参考面上的电压确定了， 则网络内的电磁场就唯一地确定
第2章 传输线理论
第2章 传输线理论
归一化方程
~ ~~ ~~ U~1 ~A11U ~2 ~A12~I2
I1 A21U2 A22I2
~ U1
U1 Z 01
~ A11 A11
Z02 Z01
第2章 传输线理论
(一) 阻抗参量、导纳参量和转移参量
1 阻抗参量
用T1和T2两个参考面上的电流表示两个参考面上的电压，其 网络方程为
U U21ZZ1211
Z12I1 Z22I2
各阻抗参量元素定义如下来自Z11U1 I1I2 0
表示T2面开路时，端口(1)的输入阻抗；
Z 22
U2 I2
I1 0
表示T1面开路时，端口(2)的输入阻抗；
Un Zn1I1 Zn2I2 ZnnIn
式中Zmn为阻抗参量，若m=n称它为自阻抗，若mn称它为转 移阻抗。
第2章 传输线理论
如果n端口网络的各个参考面上同时有电压作用时
I1 Y11U1 Y12U2 Y1nUn
I2 Y21U1 Y22U2 Y2nUn
In Yn1U1 Yn2U2YnnUn
微波元件等效为微波网络 一、 网络参考面的选择
参考面的位置可以任意选，但必须考虑以下两点： （1）单模传输时，参考面的位置应尽量远离不连续性区域， 这样参考面上的高次模场强可以忽略，只考虑主模的场强； （2）选择参考面必须与传输方向相垂直，这样使参考面上 的电压和电流有明确的意义
如果参考面位置改变，则网络参数也随之改变。
三、 微波网络的特性 (一) 微波网络的分类
按网络的特性进行分类
1. 线性与非线性网络 2. 可逆与不可逆网络 3. 无耗与有耗网络 4. 对称与非对称网络
按微波元件的功能来分
1.阻抗匹配网络 2.功率分配网络 3.滤波网络 4.波型变换网络
第2章 传输线理论
(二) 微波网络的性质
(1) 对于无耗网络，网络的全部阻抗参量和导纳参量均为纯虚数，
归 一化
~ ~~ ~~ U~1 Z~11I~1 Z~12I~2
U2 Z21I1 Z22I2
归一化阻抗参量为
~ Z11
Z11 Z01
~ Z22
Z22 Z02
~ Z12 ~ Z21
Z12
Z01Z02 Z21
Z01Z02
第2章 传输线理论
2. 导纳参量 用T1和T2两个参考面上的电压表示两个参考面上的电流，其网 络方程为
式中Ymn为导纳参量，若m=n称它为自导纳，若mn称它为转移导纳。
U1 Z11 Z12 Z1n I1
U2
Z21
Z22
Z2n
I2
Un
Zn1
Zn2
Znn
In
I1 Y11 Y12 Y1n U1
I2
Y21
Y22
Y2n
U2
In
Yn1
Yn2
Ynn
Un
UZI
IYU
第2章 传输线理论
如果T1和T2参考面所接传输线的特性导纳分别为Y01和Y02， 则归一化表示式为
~ ~~ ~~ ~I1 Y~11U~1 Y~12U~2
I2 Y21U1 Y22U2
~ U1
U1 Z 01
~ Y1 1
Y1 1 Y01
~ U2
U2 Z 02
~ Y12
Y12 Y01Y02
~ I1 I1 Z01
~ Y21
Y21 Y01Y02
~ I2 I2 Z02
~ Y22
Y22 Y02
第2章 传输线理论
3.转移参量
用T2面上的电压、电流来表示T1面上的电压和电流的网络方程， 且规定电流流进网络为正方向，流出网络为负方向。则有
转移参量的定义为
U I11A A1211
A12U2 A22I2
A11
U1 U2
I2 0
A12
U1 I2
U2 0
A21
I1 U2
I2 0
A22
I1 I2
U2 0
表示T2面开路时，端口(2)至端口(1)的电压转移 系数；
表示T2面短路时，端口(2)至端口(1)的转移阻抗； 表示T2面开路时，端口(2)至端口(1)的转移
导纳； 表示T2面短路时，端口(2)至端口(1)的电流转移
系数。
即有
Zij jXij
Yij jBij i,j1,2,,n
(2) 对于可逆网络，则有下列互易特性
Zij Zji
Yij Yji ij,i,j 1 ,2 , ,n
(3) 对于对称网络，则有
Zii Zjj
Yii Yjj ij,i,j 1 ,2 , ,n
第2章 传输线理论
二端口微波网络
一、 二端口微波网络的网络参量 在各种微波网络中，二端口微波网络是最基本的。例如： 衰减器、移相器、阻抗变换器和滤波器等均属于二端口微 波网络。 表征二端口微波网络特性的参量可以分为两大类： 一、反映网络参考面上电压与电流之间关系的参量 二、反映网络参考面上入射波电压与反射波电压之间 关系的参量。如图所示。
I1 I2
YY1211
各导纳参量元素定义如下
Y12U1 Y22U2
Y11
I1 U1
U2 0
Y22
I2 U2
U10
Y12
I1 U2
U10
Y21
I2 U1
U2 0
表示T2面短路时，端口(1)的输入导纳； 表示T1面短路时，端口(2)的输入导纳 表示T1面短路时，端口(2)至端口(1)的转移 导纳；
表示T2面短路时，端口(1)至端口(2)的转移 导纳。
第2章 传输线理论
二、不均匀区等效为微波网络
微波元件对电磁波的控制作用是通过微波元件内部的不均匀区 (不连续性边界)和填充媒质的特性来实现的。将不均匀区等效为 微波网络，需要用到电磁场的唯一性原理和线性叠加原理。
线性叠加原理
对于n端口线性网络， U1 Z11I1 Z12I2 Z1nIn U2 Z21I1 Z22I2 Z2nIn
Z 12
U1 I2
I1 0
表示T1面开路时，端口(2)至端口(1)的转移阻抗；
Z 21
U2 I1
I2 0
表示T2面开路时，端口(1)至端口(2)的转移阻抗。
第2章 传输线理论
特性阻抗归一化
T1和T2参考面上的归一化电压和归一化电流分别为
~ U1
U1 Z01
~ U2
U2 Z02
~ I1 = I1 Z01 ~ I2 = I2 Z02
第2章 传输线理论
唯一性原理
在一个封闭区域的边界上，切向电场或者切向磁场如果 是确定的，那么区域内的电磁场就被唯一确定
不连续性区域的边界是由导体及网络参考面构成的，参 考面上的模式电压和模式电流正比于横向电场和横向 磁场的幅度函数，如果网络参考面上的电压确定了， 则网络内的电磁场就唯一地确定
第2章 传输线理论
第2章 传输线理论
归一化方程
~ ~~ ~~ U~1 ~A11U ~2 ~A12~I2
I1 A21U2 A22I2
~ U1
U1 Z 01
~ A11 A11
Z02 Z01
第2章 传输线理论
(一) 阻抗参量、导纳参量和转移参量
1 阻抗参量
用T1和T2两个参考面上的电流表示两个参考面上的电压，其 网络方程为
U U21ZZ1211
Z12I1 Z22I2
各阻抗参量元素定义如下来自Z11U1 I1I2 0
表示T2面开路时，端口(1)的输入阻抗；
Z 22
U2 I2
I1 0
表示T1面开路时，端口(2)的输入阻抗；
Un Zn1I1 Zn2I2 ZnnIn
式中Zmn为阻抗参量，若m=n称它为自阻抗，若mn称它为转 移阻抗。
第2章 传输线理论
如果n端口网络的各个参考面上同时有电压作用时
I1 Y11U1 Y12U2 Y1nUn
I2 Y21U1 Y22U2 Y2nUn
In Yn1U1 Yn2U2YnnUn