微波元件
微波技术11-常用微波元件
2a ln( ) 2 r
1
常用微波元件
•螺钉调配器
螺钉调配器调整较为方便。螺钉是低 功率微波装置中普遍采用的调谐和匹配元 件。
常用微波元件
实用时，为避免波导短路和击穿，通 常设计螺钉成容性，作可变电容用，螺钉 旋入波导的深度应小于3b/4,b为矩形波导 窄边的尺寸。
常用微波元件
扭波导
平接头
扼流接头
常用微波元件
(2) 拐角、弯曲和扭转元件 当需要改变电磁波的极化方向而不改变其传输方向时， 则要用到扭转元件。 对这些元件的要求是：引入的反射尽可能小、工作频 带宽、功率容量大。
E弯
H弯
常用微波元件 匹配元件
匹配元件的种类很多，这里只介绍膜片，销钉和螺钉匹 配器。
(1) 膜片
线性非互易元件
这类元件中包含磁化铁氧体等各向异性媒质， 具有非互易特性，其散射矩阵是不对称的。但仍 工作于线性区域，属于线性元件范围。常用的线 性非互易元件有隔离器、环行器等。
常用微波元件
非线性元件
这类元件中含有非线性物质，能对微波信号 进行非线性变换，从而引起频率的改变，并能通 过电磁控制以改变元件的特性参量。
高功率型
常用微波元件
大功率水冷匹配负载
常用微波元件
失配负载
实用中的失配负载都是做成标准失配负载， 具有某一固定的驻波比。失配负载常用于微波测 量中作标准终端负载。
失配负载的结构与匹配负载一样，只是波 导口径的尺寸b不同而已。 设b0为标准波导窄边尺寸，b为失配负载波 导的窄边尺寸，由于
Z Z0 Z Z0
常用微波元件
二端口元件可以等效为二端口网络，其散射 矩阵为
S11 S S 21
微波芯片 元器件等级标准
微波芯片元器件等级标准
微波芯片电容器和薄膜电路等作为微波高频领域的关键电子元器件产品仍处于国外厂商占据主导地位的市场格局。
受复杂多变的国际政治经济环境影响，部分国家采取技术封锁、出口管制、贸易制裁等手段限制我国高端制造业和高新技术产业的发展，在关键电子元器件上实现自主可控、提高电子元器件的国产化率，成为相关行业迫切需要解决的问题。
具体来说，微波芯片电容器产品的销售金额在国内市场内资企业排名第二，亦是具有薄膜电路、薄膜无源集成器件规模量产能力的供应商之一，部分产品已在国防重大装备或国家航空航天重点工程中应用。
因此，发行人通过独立上市，可以较快扩大市场知名度，增强发行人的行业地位和综合竞争能力，为加快关键电子元器件的国产化替代进程做出应有的贡献。
因此，在微波芯片元器件等级标准上，由于国内市场尚处于发展阶段，标准可能尚未完全统一。
不过，随着国内技术的不断发展，以及国家对高新技术产业的支持，相信未来微波芯片元器件等级标准会逐渐完善和统一。
第5章 微波元件
螺钉是低功率微波装置中普遍采用的调谐和匹配元件 , 它 是在波导宽边中央插入可调螺钉作为调配元件, 如图 5 - 7 所示。 螺钉深度的不同等效为不同的电抗元件, 使用时为了避免波导 短路击穿, 螺钉都设计成容性, 即螺钉旋入波导中的深度应小于 3b/4(b为波导窄边尺寸)。 由第1章的支节调配原理可知：多个 相距一定距离的螺钉可构成螺钉阻抗调配器, 不同的是这里支 节用容性螺钉来代替。
波导连接头除了法兰接头之外, 还有各种扭转和弯曲元件 (如图 5 - 4 所示)以满足不同的需要。当需要改变电磁波的极 化方向而不改变其传输方向时，用波导扭转元件; 当需要改变 电磁波的方向时，可用波导弯曲。波导弯曲可分为E面弯曲和 H面弯曲。 为了使反射最小, 扭转长度应为(2n+1)λg/4, E面波 导弯曲的曲率半径应满足R≥1.5b, H面弯曲的曲率半径应满足 R≥1.5a。
(b) 所示 , 它们的有效短路面不在活塞和系统内壁直接接触处 ,
而向波源方向移动λg/2的距离。
第5章 微波元器件
这种结构是由两段不同等效特性阻抗的 λg/4 变换段构成 , 其工作原理可用如图 5 - 1(c)所示的等效电路来表示, 其中cd段
相当于λg/4终端短路的传输线 , bc 段相当于λg/4终端开路的传
第5章 微波元器件
第5章 微波元器件
5.1 连接匹配元件 5.2 功率分配元器件 5.3 微波谐振器件
5.4 微波铁氧体器件Leabharlann 返回主目录第5章 微波元器件
第5章 微波元器件
无论在哪个频段工作的电子设备, 都需要各种功能的元器件, 既有如电容、电感、电阻、滤波器、分配器、谐振回路等无源 元器件, 以实现信号匹配、 分配、 滤波等; 又有晶体管等有源
微波技术实验报告
一、实验目的1. 了解微波技术的原理和基本概念；2. 掌握微波元件的基本特性及测量方法；3. 学习微波网络分析仪的使用方法；4. 培养实际操作能力和团队协作精神。
二、实验原理微波技术是研究频率在300MHz至300GHz范围内电磁波的产生、传播、辐射、调制和接收等问题的学科。
本实验主要涉及微波元件、微波网络分析仪等设备的使用，以及微波参数的测量。
1. 微波元件：微波元件是微波技术中的基本组成部分，主要包括传输线、谐振器、滤波器、衰减器、隔离器、定向耦合器等。
这些元件在微波系统中起到传输、选择、匹配、隔离等作用。
2. 微波网络分析仪：微波网络分析仪是一种用于测量微波网络性能的仪器，可以测量网络的S参数、衰减、相位等参数。
三、实验内容1. 微波元件特性测量（1）实验目的：掌握微波元件的特性测量方法，了解其基本参数。
（2）实验原理：利用微波网络分析仪测量微波元件的S参数，通过S参数计算出微波元件的反射系数、传输系数、驻波比等参数。
（3）实验步骤：a. 将待测微波元件接入微波网络分析仪；b. 调整微波网络分析仪的频率，进行扫频测量；c. 记录微波元件的S参数；d. 分析S参数，计算反射系数、传输系数、驻波比等参数。
2. 微波网络分析仪的使用（1）实验目的：掌握微波网络分析仪的基本操作，了解其功能。
（2）实验原理：微波网络分析仪通过测量微波网络的S参数，可以分析微波网络的性能。
（3）实验步骤：a. 打开微波网络分析仪，进行自检；b. 设置测量参数，如频率、扫描范围等；c. 连接待测微波网络，进行测量；d. 分析测量结果，了解微波网络的性能。
3. 微波系统调试（1）实验目的：了解微波系统的调试方法，掌握调试技巧。
（2）实验原理：通过调整微波系统中的元件参数，使系统达到最佳性能。
（3）实验步骤：a. 连接微波系统，设置初始参数；b. 进行系统测试，观察性能指标；c. 根据测试结果，调整元件参数；d. 重复测试和调整，直至系统性能满足要求。
微波炉的元件介绍
安宝路MC-2318机械式烧烤型微波炉电路图
冷却风扇：给磁控管散热，同时使炉腔气流对流
炉腔：也称谐振腔，用来存放和加热食物
微波耦 合入口
微波耦
合入口
波导
六，炉灯
炉灯是在炉膛内装个220v15w小电灯，照亮炉膛，观察 食物加热程度。盛食物的园盘是否转动等。 炉灯装在磁 控管左边，电灯不亮，右手用尖嘴钳夹住卡子，左手用小 一字起子撬出灯座，小电灯就连在下面
七、电动机
微波炉里有三个小电动机。电机的电路符号，在本图 里是园圈里加m字。文字符号就是m。三个电机分别在： a，电风扇里。大家都好看，好拆。 b，定时器里。坏了 连定时器买个新的，没多少钱 c，转盘电机
八、热电断路器
热电断路器，也叫热电熔断器，是用来保护磁控管的。 如果由于某种原因使磁控管的温度超过145---155度时， 热电断路器就自动断开，切断电源。从而保护了磁控管 热电断路器在微波炉里紧贴在磁控管上方。
它被安装在磁控管的外壳上，上盖的端面与磁控管直接接触，磁 控管工作时，其温度变化通过上盖端面传导给热感应片。在正常温 度范围内，保护器的动、静触头相接触，为导通状态。当出现冷却 风扇停转等异常情况而导致磁控管温度快速上升并达到规定(保护) 的数值时，热感应片受热而变形，使顶杆动作，将弹簧片压下，这 样动触头便脱离静触头，于是电路被切断，磁控管停止工作，温度 开始慢慢下降。当磁控管温度降到一定值后，热感应片又动作，恢 复原形，使动、静触头相接触，电路又被接通，磁控管重新工作， 这就是自恢复功能
三、二极管
普通二极管，正向导通4----5k欧，反向电阻几m欧以 上这里的高压二极管工作在4000v电路里 。正向电阻 100k欧左右，反向电阻‘无穷大，负极有圆环可接底板， 正极有套脚可插在高压电容器上。
微波器件原理与芯片设计方法
微波器件原理与芯片设计方法1. 微波器件原理：微波器件是一种用于发射、接收和处理微波信号的设备。
它们利用微波频率范围内的电磁波进行信号传输和处理。
其中一些常见的微波器件包括微波天线、微波变压器、微波滤波器、微波隔离器等。
2. 微波器件的工作原理是基于微波电磁波与器件内部结构之间的相互作用。
微波天线通过与电磁波的相互作用来收集和辐射微波信号。
微波滤波器则利用滤波器中的微波波导和谐振结构实现对特定频率的信号的选择性传输。
3. 微波器件的芯片设计方法包括射频（RF）电路设计和微波波导结构设计。
射频电路设计主要涉及微波信号的放大、调制和混频等。
微波波导结构设计则包括天线阵列的设计、滤波器的设计等。
4. 在微波器件的芯片设计中，需要考虑到器件的工作频率范围、功率传输损耗、阻抗匹配和稳定性等因素。
对于高功率微波器件，需要设计合适的冷却结构以避免过热。
5. 微波器件的芯片设计需要使用专门的电磁仿真软件，例如ADS、HFSS等。
这些软件允许设计师模拟和优化微波器件的性能。
6. 在芯片设计过程中，需要考虑到微波器件布局的紧凑性和封装布局的可靠性。
布局要考虑到微波信号的传输路径和器件之间的相互影响。
7. 微波器件的芯片设计还需要考虑到射频电磁波的传播特性，以避免信号的传输损耗和干扰。
8. 微波器件的芯片设计常常需要进行多次模拟和优化。
设计师需要通过改变器件的尺寸、材料以及层次结构等参数来优化器件的性能。
9. 微波器件的芯片设计方法还需要考虑到微波电路元件的制造技术。
不同的制造工艺可以有效地影响微波器件的性能。
10. 微波器件芯片设计的性能评估可以通过实际测试和仿真结果进行验证。
这些测试可以包括频率响应、功率传输损耗、驻波比等参数的测量和分析。
新微波第8章 常用微波元件
一端口元件是一类负载元件，种类不多。 常用一端口元件：
短路负载 匹配负载 失配负载
短路负载（短路器） (Short-circuiting load)
作用：将电磁被能量全部反射回去。
结构：将波导或同轴线的终端短路(用金属导体全部封闭起来) 即构成波导或同轴线的短路负载。
实：短路负载都做成可调的，称可调短路活塞。
主要技术指标
工作频率 输入驻波比
功率容量
按吸收功率大小分类
低功率负载(小于1w) 高功率负载(大于1w）
低功率匹配负载
高功率匹配负载
构造原理：与低功率负载同，还需考虑热量的吸收和发散问题。
吸收物质可以是固体(如石墨和水泥混合物)或液体 (通常用水)。 水负载：水作吸收物质，水流动携出热量。在波导终端安装劈形 玻璃容器，其内通水以吸收微波功率；进水吸收微波功率后温度升 高，根据水的流量和进出水的温度差可测量微波输出功率值。
输入阻抗
Zin jZ0tg
其中：Z0为波导或同轴线的特性阻抗，θ＝2πl/λg， l 是短路面与参考面之间的长度，λg为导波波长。
短路活塞(shorting piston)
主要要求：
①接触处的损耗小，其反射系数的模应接近1; ② 当活塞移动时，接触损耗的变化要小； ③大功率运用时，活塞与波导壁(或同轴线内外导体壁) 间不应发生打火现象。
扼流式活塞
形式：有效短路面不在活塞与传输线内壁直接接触处。
优点：损耗小，且损耗稳定 。 缺点：活塞太长；
频带窄，带宽一般10～15％。
匹配负载
概念：是一种能全部吸收输入功率的一端口元件。
结构：一 段终端短路的波导或同轴线，其中放有吸波物质。
用途：微波测量中常用作匹配标准； 调整仪器和机器(如调整雷达发射机)时用作等效天线。
微波无源器件
第6章微波无源器件微波器件有源器件:无源器件:放大器、混频器、倍频器…基本元件（R、C、L）、阻抗变换器、定向耦合器、功率分配器、环行器…波导型同轴型微带型微波元件6.1 微波基本元件v6.1.1 微带基本元件一、集总参数元件(l <<λ)微带线1、电阻用钽（tan)、镍、铬合金材料蒸发在基片上，两端由微带引出2、电容6.1 微波基本元件v 6.1.1 微带基本元件一、集总参数元件(l <<λ)二、半集总参数元件(l 与λ接近) 6.1 微波基本元件v 6.1.2 波导基本元件≈b dY b B c g 2csc ln 4πλ1、膜片a 、电容膜片：b 、电感膜片−≈a d Y a B c g 22πλctg 谐振窗2、螺钉 6.1 微波基本元件v 6.1.2 波导基本元件3、终端负载(一) 匹配负载吸收入射波的全部功率。
使传输线工作于行波状态。
对匹配负载的基本要求是：（1）有较宽的工作频带，（2) 输入驻波比小和一定的功率容量。
Z L =Z c0==Γc in Z Z 作用: 6.1 微波基本元件v 6.1.2 波导基本元件3、终端负载(一) 匹配负载吸收入射波的全部功率。
使传输线工作于行波状态。
对匹配负载的基本要求是：（1）有较宽的工作频带，（2) 输入驻波比小和一定的功率容量。
Z L =Z c0==Γc in Z Z 作用:(二）短路负载作用:将电磁能量全部反射回去。
Z L =0l tg jZ Z c in β=6.1 微波基本元件v 6.1.2 波导基本元件3、终端负载抗流式(二）短路负载作用:将电磁能量全部反射回去。
Z L =0l tg jZ Z c in β=v 6.1.4 波型与极化变换器6.1 微波基本元件1．方-圆变换器2．线-圆极化变换器v 6.1.5 衰减器和相移器6.1 微波基本元件1、衰减器理想的衰减器应是只有衰减而无相移的二端口网络，其散射矩阵为[]S e e l l =−−00αα衰减器的衰减量表示为：oi A P PL log 10=截止式v 6.1.5 衰减器和相移器6.1 微波基本元件2、相移器移相器是对电磁波只产生一定的相移而不产生能量衰减的微波元件，它是一个无反射、无衰减的二端口网络。
微波元器件
微波连接匹配元器件
微波连接匹配元件可分为终端负载元件、微波连 接元件以及阻抗匹配元器件三大类。 一 、终端负载元件是典型的一端口互易元件，主要 包括短路负载、匹配负载和失配负载。
匹配负载
二 、微波连接元件是二端口互易元件，主要包括： 波导接头、衰减器、相移器、转换接头。
接触头：平法兰盘、 普通螺母、螺 栓…… 抗（扼）流头：扼 流法兰盘……
新型器件
1、混频器 变频（或混频），是 将信号频率由一个量 值变换为另一个量值 的过程。具有这种功 能的电路称为变频器 （或混频器）。混频 器通常由非线性元件 和选频回路构成。
2 、压控振荡器 输出频率与输入控制电 压有对应关系的振荡电 路(VCO)。压控振荡器的 类型有LC压控振荡器、 RC压控振荡器和晶体压 控振荡器。对压控振荡 器的技术要求主要有： 频率稳定度好，控制灵 敏度高，调频范围宽， 频偏与控制电压成线性 关系并宜于集成等。
第五章 微波元器件
按变换性质分
（1）线性互易元件 • 元件中没有非线性和非互易性物质，之进行线性变换而不 改变频率。 • 常用元件：微波连接匹配元件、功率分配元器件、微波谐 振器件、微波滤波器等。 （2）线性非互易元件 • 元件中包含磁化铁氧体等各向异性媒质，具有非互易特性， 其散射矩阵是不对称的。但工作于线性区域，仍属于线性 元件范围。 • 常用元件：隔离器、环行器等。 （3）非线性元件 • 元件中含有非线性物质，能对微波信号进行非线性变换， 从而引起频率的改变，并能通过电磁控制来改变元件的特 性参量。 • 常用元件：微波晶体管、微波电子管、微波固态谐振器、 微波场效应管及微波电真空器件等。
2 、铁氧体环行器
环行器是一种具有非 互易特性的分支传输 系统，常用的铁氧体 环行器是Y形结环行 器，它是由三个互成 120°的角对称分布 的分支线构成。
常用微波元件
如果 S12 1 S11 S22 0
令S11 S11 e j(S11) , S12 S12 e j(S12 )
S21
S12 e , j(S12 ) S22
S e j(S22 ) 22
由公式(3)、(4)有
S e S e S e S e 0 j(S11)
Z Z0 Z Z0
Z0为标准波导的等效特性阻抗，Z为失配负载波导的 等效特性阻抗。从而驻波比可以表示为：
1
1
如果Z
Z0
Z Z
Z0 Z0
1 Z Z0 Z Z0 2Z Z
1 Z Z0 2Z0 Z0 Z Z0
由于TE模的等效阻抗只和波导的b / a相关(见3.1 51),而失配负载的宽边a相同
（3）功率容量：具有一定的功率容量。 通常将功率容量<1W的称为低功率负载， 将功率容量>1W的称为高功率负载。
如图所示，低功率匹配负载由短路金属波导及在其内部 沿电场方向放置劈型或楔型吸收片(通常由陶瓷、玻璃等 薄片介质涂以金属粉末制成[将导致表面接触电阻])，为 了获得好的吸收性能，通常吸收片的长度为1~2个波导波 长。
b b0
1
1
如果Z
Z0
Z0 Z0
Z Z
1 Z0 Z
Z0 Z 2Z0 Z0
1 Z0 Z 2Z Z Z0 Z
由于TE模的等效阻抗只和波导的b / a相关(见3.1 51),而失配负载的宽边a相同
b0
b
从上面的公式可以看出，对于不同的驻波比可以选择 不同的失配负载波导的窄边。
微波器件的作用及应用介绍
微波器件的作用及应用介绍
一、微波器件简介工作在微波波段（频率为300～300000兆赫）的器件，称为微波器件。
微波器件是工作在微波波段的一系列相关器件的统称。
如连接元件、终端元件、匹配元件、衰减与相移元件、分路元件、滤波元件等。
通过电路设计，可将这些器件组合成各种有特定功能的微波电路，微波期间和微波电路共同构成了微波系统。
二、微波器件的分类微波器件按结构可分为：波导型、同轴线型、微带线型
按工作波形分为：单模器件、多模器件
按网络端口可分为：一端口网络、二端口网络、三端口网络、四端口网络。
三、微波器件的作用1．终端负载元件：为一端口互易元件，主要包括短路负载、匹配负载和失配负载
1）短路负载，要求：
（1）保证接触处的损耗小，
（2）当活塞移动时，接触损耗变化小；
（3）大功率时，活塞与波导壁间不应产生打火现象。
可用作调配器，纯电抗元件
结构方式：接触式、扼流式（金属片）
2）匹配负载
全部吸收输入功率的元件主要技术指标：工作频率f、输入驻波比、功率容量。
作为匹配标准、等效天线、吸收负载等。
3）失配负载
作为标准失配负载。
吸收一部分功率，反射一部分功率。
2.微波连接元件：二端口互易元件。
主要包括：波导接头、衰减器、相移器、转换接头。
作用是将作用不同的微波元件连接成完整的系统。
无耗互易二端口网络的基本性质：。
第五常见微波元件
[S ]= 轾 犏 犏 犏 犏 犏 犏 犏 犏 犏 犏 臌111222
1 2 1 2 1 2
1 2 1 2
0
主波导 H臂分支
匹配双T（波导魔T）
2
1 差臂
进入H臂的信号，将由两 侧臂等幅同相输出，而
3
不进入E臂；
4
和臂
进入E臂的信号，将由两 侧臂等幅反相输出，而 不进入H臂；
对口隔离，邻口3dB耦合
刀形吸收式衰减器
吸收片
(a)
支撑杆 (b)
横移式吸收式衰减器
截止波导衰减器：波导处于截止状态时，截 止场量沿波导纵向呈指数规律衰减。
移相器
5.4 定向耦合器
(a)微带分支定向耦合器 (b)波导单孔定向耦合器 (c)平行耦合线定向耦合器 (d)波导匹配双T (e)波导多孔定向耦合器 (f)微带混合环
同轴线微带转换器
① 工作原理：同轴线中 心导体电流在微带线 上激励场
② 注意：与微带连接处 的同轴线内导体的直 径的选取与微带线的 特性阻抗有关，通常 使内导体直径等于微 带线宽度。
波导微带转换器
ห้องสมุดไป่ตู้作用：将TE10 波转换为TEM 工作原理：在波导与微带线之间加一段脊波导过渡
段，使微带线与波导间结构渐变，减小不连续性带 来的反射，实现阻抗匹配
矩形波导圆波导转换器
工作原理：通过矩形截面向圆口径渐变，实现矩形波
导——圆波导转换。
渐变作用：
1、消除反射
2、高次模传输中自滤
终端负载
匹配负载
作用：能够全部吸收入射波功率 结构： 要求：有较宽的工作频带，输入驻波比小和
一定的功率容量 种类
尖劈形吸收体——小功率 楔形吸收体——大功率
微波技术微波技术第五章(1)
当GA、GB 都远小于1 时，在A-A’处的总反射系数可近似为
令q = l，得
j 2l0
G = G = GA GBe 4 G = GA GBe j2q = GA (1+e j2q )
= GAe jq (e jq e jq ) = 2GAe jq cos q
(3-158)
以保证接头处 (如图示1、2之间) 有良好的电接触。扼流接头安装方
便、功率容量大；但频带较窄。
扼流接头
平接头
2. 拐角、弯曲与扭转元件
改变电磁波的传输方向用拐角、弯曲元件；改变电磁波的极化
方向而不改变其传输方向用扭转元件。要求r 小、频带宽、功率容 量大。为使反射最小, 拐角和扭转段长度l =(2n+1)lg/4。E面弯波
Γ = Z Z0 Z Z0
1
r=
1
Γ Γ
=
Z
e
Z
=
b
a
b
Z0 b0
Z0 = b0 Zb
(Z Z0) (Z Z0)
(5 5) ( 5 – 6)
第二节 二端口元件
无耗二端口网络的基本性质（已在课件第四章(1) 讲解）
一、连接元件 连接元件的作用是将作用不同的微波元件连接成完整的系统。 要求接触损耗小, 驻波比小, 功率容量大, 工作频带宽。 这里只介绍单纯起连接作用的接头、拐角、弯曲和扭转元件。
Rmax Z0 Rmax Z0
B-B’处的局部反射系数为
GB
=
Rmax Rmax
Z01 Z01
=
Rmax Rmax
微波技术与天线-微波元件_阻抗匹配与变换元件
电抗补偿法——销钉
(a)
电容销钉
➢ 销钉为垂直对穿波导的金属细圆棒
➢ 销钉的工作原理与膜片类似
(b)
电感销钉
电抗补偿法——螺钉调配器
1、宽边
2、可控
l
结构
磁场结构
电场结构
一、附近高次模电场集中
C
二、宽壁上的轴向电流流
进螺钉产生附加磁场
L
电抗补偿法——螺钉调配器
➢ 当旋入深度 h 较小时，WE>WH，等效为一电容；
Z L Z0
2 Z0
2 m
Wq 2 arccos
ln Z L Z 0
4
2
反射系数模值
近似公式 ln
m
1
N
阻抗变换法——渐变线阻抗变换器
把离散的(不连续的)各段变为连续变化的工
作段，则在输入端有更多的反射波互相抵消，
故在长度不增加的情况下，可展宽工作频带。
阻抗变换法——渐变线阻抗变换器
波导型
同轴线型
微波元件
微带线型
……
微波元件的分类
★ 按功能分
微波元件
匹配
元件
连接
转换
元件
功率分配元件铁氧体元件
……
匹配的实质
设法在终端负载附近产生一新的反射波，使
电抗：容抗和感抗
它恰好和负载引起的反射波等幅反相，彼此抵消
波导型电抗匹配元件：膜片、
，从而达到匹配传输的目的。
谐振窗、销钉、可调螺钉
匹配的方法
➢ 第二个分支的作用是改变位于 G 1 圆上的输入导
纳 Y2' 的虚部，使其回到匹配原点，实现匹配。
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Ll 10lg
P1 Pl
10lg
P1 P0
P0 P1
10lg
P1 P0
10
lg
F
F r. r. el
1
2
仍把两臂端口令为1和2分支为4口
同样可以分析得出H-T的工作特性
4
当TE10模从端口4输入时，1和2口输出等幅同相波
当TE10模从端口1和2等幅同相输入时，4口有最大输出，主波 导内为驻波。对称面为电场的波腹位置
当TE10模从端口1和2等幅反相输入时，4口无输出，对称面为 电场的波节位置。
H-T分支的场分布图
衰减器
衰减器用于在一定范围内调整微波信号的幅值，通过对未必信 号产生一定的衰减实现。按工作原理可以分为分为吸收式衰减 器截止波导衰减器和极化衰减器三种类型。
吸收式衰减器是在一段波导内放置吸收吸收片，用以吸收部分 信号功率而实现衰减。移动吸收片的位置对信号的衰减是不同 的，因此可以作为可变衰减器。内置吸收片可以作成尖劈或缓 变曲线的边界形状。
双T分支
双T为E-T分支和H-T分支的组合， 由前面的分析可以得出双T有如下
4
特性
1
当TE10模从端口4输入时，1和2口输
出等幅反相波，3口无输出 当TE10模从端3口输入时，1和2口有
3
2
等幅同相波输出，4口没有输出
当TE10模从端口1和2等幅同相输入时，3口有输出，4口没 有输出，若端口1和2等幅反相输入时， 4口有输出，3口没有 输出。
§4.2 波导分支接头
E—T分支
3 1 Z0
Z0 2
T形接头是一种将一路信号分成两路的三端口元件，图示的是 E-T分支接头和其等效电路
E-T分支的场分布图
波导分支接头
E-T分支的分支波导延伸方向与主波导中的TE10模。电场平 行为了使用方便，它总是作成对称的由矩形波导中导行 TE10模时的电场在各臂的关系，可以看出它有如下特性。 当TE10模从端口3输入时，1和2口输出等幅反相波
当TE10模从端口1和2等幅同相输入时，3口无输出主波导内 为驻波。对称面为电场的波腹位置
当TE10模从端口1和2等幅反相输入时，3口有最大输出， 对称面为电场的波节位置
由波导臂上的电流分布可以看出E-T分支相当于串接在主波 导上
H-T分支
H-T分支波导延伸方向与主波导的
TE10模的磁场平行，如图所示
截止波导衰减器是利用波导内的截止场量沿波导纵向呈指数 衰减的特性。对于圆截面波导的截止衰减器其截面半径满足 截止条件： c 3.41R 在满足上式的条件下圆波导中的 所有高次模都被截止。
在截止圆截面波导始端激励起的TE11模幅值沿纵向按指数衰
减分布
•
•
F r..z F r. ez
α为衰减常数，设波导信号输入功率为P1，耦合到输出端的信 号功率为P0，在同轴线中信号功率为Pl则相对于P1的衰减量 以分贝表示为
同轴线——微带线转接器
同轴线与微带线之间的转换如图所示。
同轴线
导体带 介质 接地板
它实现了同轴线中的模与微带中的模之间 转化，分为两种方 式，同轴线的内导体直径要根据微带线的波阻抗来选择，同 轴线外导体要与微带的金属接地板可靠的连接。
右图为波导和微带的转接器的实物
它实现了波导中TE10模与微带中准TEM 模的转换采用脊波导过度，来弥补波阻 抗的差异，其实质上可以理解为连续变 化的阻抗变换。连接处取波导脊与相对 宽壁的间隙为微带介质基片厚度，宽度 等于微带线宽高度可以阶梯改变，为了 更完善的匹配可在脊波导与微带之间加入一段空气微带线 过度。
波导R,L,C元件
在同轴微带的传输系统中一般用图示的匹配负载，它有多种 形式。它将吸收材料填充于内外导体之间，终端短路以防止 信号功劳泄露。在微带匹配负载中，在距离开路终端四分之 一波长处是电阻性薄膜，后面是四分之一开路线。吸收材料 的末端相当于与接地板短路，防止微波信号功率泄露。
导带
电阻 薄膜
介质基片
矩形——圆形截面波导转接器
因矩形和圆截面波导的主模的 场结构很相似，所以可以采用 波导截面渐变的结构来实现模 式转接。如图所示
圆截面波导中的TM01模和TE01 模因其结构的旋转对称性可以 由矩形波导的TE10模构造由此 形成矩形截面波导TE10模转换 成圆波导TM01和TE01模的转接器因是高次模式而且简并， 所以在转化时候还要考虑如何抑制TE11等模.
抗流元件虽连接方便，但是工作频带较窄。相比之下，用波导 口为平法兰盘直接连接两段波导对频率不敏感，但是要求口径 严格的对准，法兰盘的位置和尺寸都要十分精确。如图所示
b a
同轴线——波导转接器
如图，这是一种连接同轴 线和波导的元件。
通过它可以实现同轴线 中TEM与矩形波导的TE10 模转换，它把同轴线内的 导体与波导 壁可靠连接探 针远端在波导内形成近似 TE10模的电磁场。由于波 导可以抑制高次模，这样就可实现两种传输线的导行波的转 换。为使其传播，应将距探针处的波导短截。调整探针的长 度和位置，可以减少传输线的反射。
§4.1 连接元件
波导抗流连接
对于两段波导的连接除了用法兰盘做机械连接外，还 要保证连接处有良好的电接触，这可以通过抗流连接 来实现。
抗流连接如图所示，
它由一个带圆形抗流槽的法兰盘和一个不带抗流槽的平法兰 盘构成，使用的时候，两段波导并不直接接触。圆槽深度l2 为四分之一波长，圆槽与波导宽内壁表面的距离L1也为四分 之一波长，这样对导行波的中心频率，圆槽底部为同轴线的 短路终端，由槽口向中心则为四分之一波长径向传输线，波 导口则为短路线的输入端，从而实现了良好的电连接。当波 导工作于TE10时，其窄面上没有纵向的电流，因此电连接要 求可以低些。
双T相当于在主波导的同一位置处同时开了一个串口和并口， 它可以等效为普通的平衡电路。
双T分支可以作为功率分配器或是功率合成器，其两个相互隔 离的分支，当每一个接通一个信号源时，在主波导的两个端口 可以分别得到两信号的和或差，而且互不影响。
4
1
1
4
3
3
2
2
§4.3 波导R,L,C元件
匹配负载用于吸收全部的入射功率，通常接于系统的终端。 它由一段波导和吸收微波功率的材料构成。图示的是低功率 的匹配负载示意图，尖劈吸收片由特殊材料制成，行。