微波技术与天线课件16
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微波技术与天线课件
将前式代入，两端除以z，并令z→0，可得一般传 输线方程（电报方程）：抖 ( z, t ) 骣 v i( z, t )
抖 z = - çRl i ( z , t ) + Ll ç ç 桫 t 骣 抖( z , t ) i = - çGl v( z , t ) + Cl ç ç 桫 抖 z
÷ ÷ ÷
m b ln 2p a b 2pe ¢ ln a RS 骣 ç1 + 1 ÷ ÷ ç 桫 2p ç a b÷ b 2pwe ⅱln a
双导线 D：线间距离 d：导线直径
m D+ ln p pe ¢ ln 2 Rs pd pwe ⅱ ln D+
12
D2 - d 2 d D2 - d 2 d
D+
平行板传输线 W：平板宽度 d：板间距离 m,：填充介质 md W e¢ W d 2 RS
电流的解为：
电压电流是 位置的函数
dV ( z ) 1 1 I ( z) = = A1e- g z - A2 eg z ) ( R + jwL dz Z0
式中
Z0 =
Rl + jwLl Gl + jwCl
为传输线的特性阻抗
电压和电流解为：
V ( z ) = V + ( z ) + V - ( z ) = A1e+ -
一维分布参数电路理论
第二章 传输线理论
1）长线理论
传输线的电长度：传输线的几何长度 l 与其上 工作波长l的比值（l/l）。
长线 Long line
当线的长度与波长 可以比拟
l/l > 0.05
短线 Short line
当线的长度远小于线 上电磁波的波长
《微波技术与天线》课件
《微波技术与天线》PPT 课件
这个PPT课件将为您介绍微波技术与天线的基本概念和应用，从微波技术的 发展历程，到微波器件、微波天线、微波信号传输、微波测量技术、微波辐 射安全等多个方面进行深入讲解。
一、微波技术概述
微波技术的发展历程，基本特征以及在通信领域的应用。
二、微波器件
微波器件的分类
介绍不同类型的微波器件，如微波管、半导 体器件和微波集成电路。
微波天线的设计 与制造
提供设计和制造微 波天线的关键步骤 和技术。
四、微波信号传输
1 微波信号的特点
2 微波信号的传输方式
介绍微波信号的特点，如频率和传输距离。
讲述微波信号的不同传输方式，如无线和 光纤传输。
3 微波信号的功率损耗ຫໍສະໝຸດ 4 微波信号的干扰与抗干扰方法
解释微波信号传输中的功率损耗问题及其 影响。
半导体器件
讲述半导体器件在微波技术中的重要性和功 能。
微波管
深入解释微波管的工作原理和应用。
微波集成电路
介绍微波集成电路的设计和制造过程。
三、微波天线
微波天线的基本 原理
解释微波天线的工 作原理和其在通信 中的作用。
微波天线的分类
介绍不同类型的微 波天线，如方向性 天线和宽带天线。
微波天线的参数
讲述微波天线的常 见参数和它们的意 义。
提供微波信号干扰及其抗干扰方法的详细 信息。
五、微波测量技术
微波测量的基本 原理
介绍微波测量的基 本原理和常见应用。
微波频率计的工 作原理
解释微波频率计的 工作原理以及它在 微波测量中的作用。
微波功率计的工 作原理
深入讲解微波功率 计的工作原理和它 在微波测量中的应 用。
这个PPT课件将为您介绍微波技术与天线的基本概念和应用，从微波技术的 发展历程，到微波器件、微波天线、微波信号传输、微波测量技术、微波辐 射安全等多个方面进行深入讲解。
一、微波技术概述
微波技术的发展历程，基本特征以及在通信领域的应用。
二、微波器件
微波器件的分类
介绍不同类型的微波器件，如微波管、半导 体器件和微波集成电路。
微波天线的设计 与制造
提供设计和制造微 波天线的关键步骤 和技术。
四、微波信号传输
1 微波信号的特点
2 微波信号的传输方式
介绍微波信号的特点，如频率和传输距离。
讲述微波信号的不同传输方式，如无线和 光纤传输。
3 微波信号的功率损耗ຫໍສະໝຸດ 4 微波信号的干扰与抗干扰方法
解释微波信号传输中的功率损耗问题及其 影响。
半导体器件
讲述半导体器件在微波技术中的重要性和功 能。
微波管
深入解释微波管的工作原理和应用。
微波集成电路
介绍微波集成电路的设计和制造过程。
三、微波天线
微波天线的基本 原理
解释微波天线的工 作原理和其在通信 中的作用。
微波天线的分类
介绍不同类型的微 波天线，如方向性 天线和宽带天线。
微波天线的参数
讲述微波天线的常 见参数和它们的意 义。
提供微波信号干扰及其抗干扰方法的详细 信息。
五、微波测量技术
微波测量的基本 原理
介绍微波测量的基 本原理和常见应用。
微波频率计的工 作原理
解释微波频率计的 工作原理以及它在 微波测量中的作用。
微波功率计的工 作原理
深入讲解微波功率 计的工作原理和它 在微波测量中的应 用。
微波技术与天线课件
第二章 传输线理论
二、驻波状态(全反射情况)
当传输线终端短路、开路或接纯电抗负载时，终端的入射波将被全反射，沿线入
射波与反射波迭加形成驻波分布。驻波状态意味着入射波功率一点也没有被负载吸 阿收，即负载与传输线完全失配。
1. 终端短路
U 2 0 A1 A2 Ui2 U r2 0 Ui2 U r2
P z 1 U
I
1
U
2 max
K
2 max min 2 Z0
在不发生击穿情况下，传输线允许传输的最 大功率称为传输线的功率容量
Pbr
1 2
U br 2 Z0
K
第二章 传输线理论
2-4 均匀无耗传输线工作状态的分析
对于均匀无耗传输线，其工作状态分为三种 ：(1)行波状态；(2)驻波状态；(3)行驻波状态
iz,t Re Ize jt
A1 ez cos t z A2 ez cos t z
Z0
Z0
= ii
z,t
ir
z,t
第一部分表示由信号源向负载方向传播的行波，称之为入射波。
其中为电压入射波，为电流入射波。
第二部分表示由负载向信号源方向传播的行波，称之为反射波。
入射波和反射波沿线 的瞬时分布图如图
传输线的输入阻抗
Zin z
U 2cos z sin z
jU 2 Z0
jI2 Z0sin z I2cos z
Z0
ZL Z0
jZ0 jZ L
tg tg
z z
第二章 传输线理论
对给定的传输线和负载阻抗，线上各点的输入阻抗随至终端的距
离l的不同而作周期(周期为)变化，且在一些特殊点上，有如下简单
z
Uz Iz
5.1-5.3天线概述《微波技术与天线(第2版)》课件
S 1 EH 2
为虚数,
每周期平均辐射功率为零。电磁能量在场源和场之间来回振荡,
没有能量向外辐射, 所以近区场又称为感应场。
1
r 3 第5章 天线基本理论
(2 )
远离振子的区域， 即 kr1 的区域，称为远场区。
保留
1 r
项，忽略
1 r2
项和 1
r3
项。
由
Er
E
Il 2 cos( j
4 0
2400
1230909
第5章 天线基本理论
5.3 磁基本振子
磁基本振子又称磁流元、磁偶极子。所谓磁流元就是载有高频电 流的小圆环，环半径和周长远小于波长，因此可以认为流过小环的时 谐电流的振幅和相位处处相同，也就是说电流均匀分布。
5.3.1小电流环的辐射场
（ a ）小电流环
图 5-2 磁基本振子
第5章 天线基本理论
5.1.1天线概述
天线有以下功能: 1 天线是能量转换器，能将导波能量尽可能多地转变为电磁波能量； 2 是方向性器件，具有方向性； 3 应能发射或接收规定极化的电磁波, 即天线有适当的极化； 4 天线是开放系统； 5 天线必须具有一定的频带宽度。
第5章 天线基本理论 4. 电调天线 所谓电调天线，即指使用电子调整下倾角度的移动天线。
第5章 天线基本理论
E e
E0 r
sinejkr
H
e
E0
r
sinejkr
依题意，当 9 0 ， r10k0 m时
E10 V 0/mE r010 E 01030
E 0 1 1 0 3 E 0 0 1 1 0 3 1 0 0V 0 /m 0 1 V /m 0
第5章 天线基本理论
微带传输线《微波技术与天线》课件典型实例
微带传输线《微波技术与 天线》课件典型实例
• 微带传输线概述 • 微带传输线的分类 • 微带传输线的性能参数 • 微带传输线的应用实例 • 微带传输线的未来发展
01
微带传输线概述
定义与特点
定义
微带传输线是一种在介质基片上 制作的一维传输线结构，通常由 金属导带和接地板组成。
特点
具有较小的体积和重量，易于集 成到微波集成电路中，成本较低 ，适用于高频信号传输。
工作原理
电磁波在微带导带和接地板之间传播，通过导带和接地板之间的电容效应实现信号 的传输。
导带和接地板之间的电场主要集中在导带与接地板之间的狭缝中，磁场则主要集中 在导带附近。
随着频率的升高，电磁波的传播常数增大，导致相位速度减小，从而产生相位失真。
应用场景
01
02
03
微波集成电路
微带传输线广泛应用于微 波集成电路中，作为信号 传输线、元件间连接线等。
传播常数
总结词
传播常数是描述微带传输线中电磁波传播特性的参数，它由相位常数和衰减常数组成。
详细描述
传播常数是描述微带传输线中电磁波传播行为的参数，它由相位常数和衰减常数组成。 相位常数决定了电磁波在传输线中的相速度和相位移，而衰减常数则表示电磁波在传输 过程中的能量损失。传播常数是微带传输线设计中的关键参数，它影响着信号的传输距
离和信号质量。
损耗
总结词
损耗是微带传输线中信号能量损失的参数，主要包括 导体损耗、介质损耗和辐射损耗。
详细描述
损耗是微带传输线设计中必须考虑的重要参数。在信 号传输过程中，由于导体电阻、电介质损耗以及辐射 等因素，信号能量会逐渐损失。导体损耗主要是由于 传输线中导体的电阻引起的能量损失；介质损耗是由 于电介质材料的损耗引起的能量损失；而辐射损耗则 是由于传输线中电磁波向空间辐射引起的能量损失。 了解和减小这些损耗是提高微波传输系统性能的关键 。
• 微带传输线概述 • 微带传输线的分类 • 微带传输线的性能参数 • 微带传输线的应用实例 • 微带传输线的未来发展
01
微带传输线概述
定义与特点
定义
微带传输线是一种在介质基片上 制作的一维传输线结构，通常由 金属导带和接地板组成。
特点
具有较小的体积和重量，易于集 成到微波集成电路中，成本较低 ，适用于高频信号传输。
工作原理
电磁波在微带导带和接地板之间传播，通过导带和接地板之间的电容效应实现信号 的传输。
导带和接地板之间的电场主要集中在导带与接地板之间的狭缝中，磁场则主要集中 在导带附近。
随着频率的升高，电磁波的传播常数增大，导致相位速度减小，从而产生相位失真。
应用场景
01
02
03
微波集成电路
微带传输线广泛应用于微 波集成电路中，作为信号 传输线、元件间连接线等。
传播常数
总结词
传播常数是描述微带传输线中电磁波传播特性的参数，它由相位常数和衰减常数组成。
详细描述
传播常数是描述微带传输线中电磁波传播行为的参数，它由相位常数和衰减常数组成。 相位常数决定了电磁波在传输线中的相速度和相位移，而衰减常数则表示电磁波在传输 过程中的能量损失。传播常数是微带传输线设计中的关键参数，它影响着信号的传输距
离和信号质量。
损耗
总结词
损耗是微带传输线中信号能量损失的参数，主要包括 导体损耗、介质损耗和辐射损耗。
详细描述
损耗是微带传输线设计中必须考虑的重要参数。在信 号传输过程中，由于导体电阻、电介质损耗以及辐射 等因素，信号能量会逐渐损失。导体损耗主要是由于 传输线中导体的电阻引起的能量损失；介质损耗是由 于电介质材料的损耗引起的能量损失；而辐射损耗则 是由于传输线中电磁波向空间辐射引起的能量损失。 了解和减小这些损耗是提高微波传输系统性能的关键 。
微波与天线ppt课件
。
天线在雷达与导航中的应用
雷达天线
雷达是一种利用微波探测目标的电子设备。天线在雷达中起 到发射和接收信号的作用，通过分析反射回来的信号，可以 获得目标的位置、速度等信息。
卫星导航天线
卫星导航系统通过发射和接收微波信号，实现定位和导航。 天线在此过程中负责发射和接收信号，帮助用户获得位置信 息。
微波与天线在其他领域中的应用
微波与天线ppt课件
目录
CONTENTS
• 微波与天线概述 • 微波的基本理论 • 天线的基本原理 • 微波与天线的应用 • 微波与天线的未来发展
01
微波与天线概述
微波的定义与性质
微波是指频率在300 MHz到300 GHz之 间的电磁波。
它在通信、雷达、导 航、加热等领域得到 广泛应用。
微波具有波长在1米 到1毫米之间，以及 穿透性、反射性、折 射性等特点。
多天线技术
多天线技术是一种利用多个天线同时发送和接收信号的技术，可以显著提高无线通信系统的性能。未 来，多天线技术将在微波与天线领域发挥重要作用，实现更高的频谱效率和更稳定的传输。
MIMO技术
MIMO技术是一种利用多个天线同时发送和接收信号的技术，可以显著提高无线通信系统的性能。未 来，MIMO技术将成为微波与天线领域的重要研究方向，实现更高的频谱效率和更稳定的传输。
波动方程与麦克斯韦方程
波动方程
描述电磁波在空间中传播的基本 方程，包括电场强度E和磁场强度 H的波动特性。
麦克斯韦方程
一组描述电磁场变化和传播的方 程，包括高斯定理、安培定律、 法拉第定律和欧姆定律。
谐振腔与传输线理论
谐振腔
一种能够支持电磁振荡的封闭空间， 通常由金属壁构成，用于产生和储存 微波能量。
微波与天线PPT课件
天线的工作原理
总结词
天线的工作原理
详细描述
天线的工作原理基于电磁波的辐射和接收。当天线受到电流激励时，会在其周围产生电磁场，形成电 磁波的辐射。反之，当天线接收到电磁波时，会在其导体上产生感应电流，从而将电磁波能量转换为 电信号。天线的方向性和增益与其形状、尺寸和工作频率等因素有关。
天线的参数与性能
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
方式、增益等。
06 总结与展望
微波与天线技术的总结
01
技术发展历程
微波与天线技术自20世纪初诞生以来，经历了从基础理论到实际应用的
发展过程。初期主要应用于军事领域，随着技术的不断进步，逐渐扩展
到通信、雷达、导航、探测等民用领域。
02
关键技术突破
在发展过程中，出现了许多关键技术突破，如超宽带天线、智能天线、
05 案例分析
案例一：卫星通信天线
总结词
卫星通信天线是微波与天线技术的重要应用之一，主要用于卫星信号的接收和 发射。
详细描述
卫星通信天线通常由反射器和馈源组成，其尺寸和形状根据所服务的卫星轨道 和频率范围而有所不同。为了实现高效的信号传输，卫星通信天线需要精确地 指向卫星，这通常通过自动控制系统来实现。
系统集成与小型化
未来微波与天线技术将更加注重系统集成和小型 化，以提高设备的整体性能和便携性。这需要突 破现有技术的限制，探索新的材料和工艺方法。
新材料的应用
随着新材料技术的不断发展，新型材料如碳纳米 管、二维材料等将在微波与天线技术中得到广泛 应用，为技术的发展带来新的机遇和挑战。
环境适应性需求
随着应用领域的不断扩展，微波与天线技术对环 境适应性提出了更高的要求。如何提高设备的抗 干扰能力、稳定性以及在复杂环境下的性能表现 ，将是未来发展的重要方向。
《微波与天线》课件
方向性和增益
根据通信距离和覆盖范围需要，选择合适的天 线方向性和增益。
尺寸和形状
根据波长和系统要求设计合适的天线尺寸和形 状。
材料和制造工艺
选择合适的材料和制造工艺，以满足天线的性 能要求。
常见的微波与天线技术
抛物面天线
通过抛物面反射原理实现高增益 和方向性。
贴片天线
常见于无线通信设备和移动通信 技术中的小型天线。
螺旋天线
通过螺旋结构实现极化控制和宽 带性能。
结语和总结
微波与天线是现代通信和科学技术的关键基础。掌握微波与天线的基本原理 和设计要点对实现高效通信和系统性能至关重要。
《微波与应用领域、原理、分类、设计要点、 常见技术，并总结总结结语。
什么是微波与天线
微波与天线是电磁波及其传输和接收技术的核心组成部分。微波是一种高频电磁波，天线是用于接收和发送电 磁波的装置。
微波与天线的应用领域
通信
微波与天线在无线电通信、卫星通信等领域中 发挥着重要作用。
3 天线特性
天线的特性如增益、方向 性和频率响应对微波系统 的性能起着关键作用。
微波与天线的分类
根据频率
• 射频（RF）微波 • 微波 • 毫米波
根据结构
• 常见天线 • 阵列天线 • 反射天线
根据功能
• 发射天线 • 接收天线 • 双工天线
微波与天线的设计要点
频率选择
根据应用需求选择合适的频率范围和带宽。
医疗
微波与天线被用于医学领域，如磁共振成像 （MRI）和肿瘤治疗。
雷达
微波与天线被广泛应用于雷达系统，用于探测 目标、测距和测速。
遥感
微波与天线被用于地球观测和航空航天领域中 的遥感技术。
根据通信距离和覆盖范围需要，选择合适的天 线方向性和增益。
尺寸和形状
根据波长和系统要求设计合适的天线尺寸和形 状。
材料和制造工艺
选择合适的材料和制造工艺，以满足天线的性 能要求。
常见的微波与天线技术
抛物面天线
通过抛物面反射原理实现高增益 和方向性。
贴片天线
常见于无线通信设备和移动通信 技术中的小型天线。
螺旋天线
通过螺旋结构实现极化控制和宽 带性能。
结语和总结
微波与天线是现代通信和科学技术的关键基础。掌握微波与天线的基本原理 和设计要点对实现高效通信和系统性能至关重要。
《微波与应用领域、原理、分类、设计要点、 常见技术，并总结总结结语。
什么是微波与天线
微波与天线是电磁波及其传输和接收技术的核心组成部分。微波是一种高频电磁波，天线是用于接收和发送电 磁波的装置。
微波与天线的应用领域
通信
微波与天线在无线电通信、卫星通信等领域中 发挥着重要作用。
3 天线特性
天线的特性如增益、方向 性和频率响应对微波系统 的性能起着关键作用。
微波与天线的分类
根据频率
• 射频（RF）微波 • 微波 • 毫米波
根据结构
• 常见天线 • 阵列天线 • 反射天线
根据功能
• 发射天线 • 接收天线 • 双工天线
微波与天线的设计要点
频率选择
根据应用需求选择合适的频率范围和带宽。
医疗
微波与天线被用于医学领域，如磁共振成像 （MRI）和肿瘤治疗。
雷达
微波与天线被广泛应用于雷达系统，用于探测 目标、测距和测速。
遥感
微波与天线被用于地球观测和航空航天领域中 的遥感技术。
微波技术与天线ppt课件
1
教 材：微波技术与天线 王新稳等编 参考书：微波技术基础 廖承恩
微波技术与天线 刘学观
共48学时，40学时讲授，8学时实验 考试：期终闭卷考试 70%，平时+实验 30%
答疑 时间：周 三 下午 (3:00~5:00) 周 二 晚上 (7:30~9:30)
地点：2#教2406电子科学与技术教研室
• 微波可以穿过生物体，即能够深入物质（介质）内部，
利用微波可以研究分子和原子核的结构。 --近代微波 波谱学和量子电子学所依据的基本物理基础。
4 ）非电离性 微 波的量子能量较小，不能改变物质的内部结 构。--探索物质的内部结构。
10
3. 微波的研究方法
场的方法
研
究
方
法
路的方法
麦克斯韦方程组
求波动方程的特解
得到场的时空变化 规律
类比低频电路，采用 等效电压、等效阻抗 等概念。在一定的条 件下，用“路”的理
论求解。 11
4. 微波的传输
源
导行 空间传播
通过波导、同轴电缆、微 带传输线等导行系统进行 电磁能量的“束缚”传输
通过天线形成波束 在空间进行电磁波
的“自由”传输
12
§1.2 微波的应用
发展史： 第一阶段：1940年以前，----实验室早期研究阶段，
频率 300MHz~3GHz 3GHz~30GHz 30GHz~300GHz 300GHz~3000GHz
7
表2
波段代号
L S C X Ku K Ka U V W
标称波长
(cm)
22 10 5 3 2 1.25 0.8 0.6 0.4 0.3
频率范围
(GHz)
1-2 2-4 4-8 8-12 12-18 18-27 27-40 40-60 60-80 80-100
教 材：微波技术与天线 王新稳等编 参考书：微波技术基础 廖承恩
微波技术与天线 刘学观
共48学时，40学时讲授，8学时实验 考试：期终闭卷考试 70%，平时+实验 30%
答疑 时间：周 三 下午 (3:00~5:00) 周 二 晚上 (7:30~9:30)
地点：2#教2406电子科学与技术教研室
• 微波可以穿过生物体，即能够深入物质（介质）内部，
利用微波可以研究分子和原子核的结构。 --近代微波 波谱学和量子电子学所依据的基本物理基础。
4 ）非电离性 微 波的量子能量较小，不能改变物质的内部结 构。--探索物质的内部结构。
10
3. 微波的研究方法
场的方法
研
究
方
法
路的方法
麦克斯韦方程组
求波动方程的特解
得到场的时空变化 规律
类比低频电路，采用 等效电压、等效阻抗 等概念。在一定的条 件下，用“路”的理
论求解。 11
4. 微波的传输
源
导行 空间传播
通过波导、同轴电缆、微 带传输线等导行系统进行 电磁能量的“束缚”传输
通过天线形成波束 在空间进行电磁波
的“自由”传输
12
§1.2 微波的应用
发展史： 第一阶段：1940年以前，----实验室早期研究阶段，
频率 300MHz~3GHz 3GHz~30GHz 30GHz~300GHz 300GHz~3000GHz
7
表2
波段代号
L S C X Ku K Ka U V W
标称波长
(cm)
22 10 5 3 2 1.25 0.8 0.6 0.4 0.3
频率范围
(GHz)
1-2 2-4 4-8 8-12 12-18 18-27 27-40 40-60 60-80 80-100
相关主题
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一、三口网络的一般性质
【例2】分路、和差元件（也是重点内容，经常用到）。 第一种：E面T—接在宽面上（串联）。
E面T元件
1 ③
串联元件 ②
2 ①
1 ③
2 ①
3 ②
如果③ 输入，则① 和 ② 振幅相等，相位相反。 ① 和 ② 等幅同相输入 ③ 没有输出。 差： 和：①和 ② 等幅反相输入 ③ 输出最大。
一、三口网络的一般性质
分析：根据前面将的S参数网络矩阵可知：
0 1 a b 1 1 0 0 a2 b2 1 0 a b 3 3 入射波经过网络形成散射波
整理可得： b a ① 3 1 b2 a1 b a 2 3
(20-12)
若选择适当的参考面使
S13=S24=a
是实数，则
S14 j
(20-13)
(20-14)
三、四口网络的一般性质
而从上面方程能给出
S23 S14 j
这样［S］矩阵是
0 0 [S ] a j
0 0 j a
a j 0 0
j a 0 0
多口元件
它的物理概念非常清楚，由入射进去的激励 波 a1,a2……an ， 通 过 网 络 ， 出 来 变 成 b1,b2……bn 。 因 此 上 面 矩 阵 可 以 简 化 为 [S][a]=[b]。注意可以见[s]看成广义的反射系数， [a] 看成广义的入射波， [b] 看成广义反射波，它 的物理概念就是入射波通过反射系数变成了反射 波。
三、四口网络的一般性质
0 0 [S ] S13 S14
2
1
0 0 S23 S24
S13 S23 S33 0
S14 S24 0 S44
3 4
图 20-3
定向耦合器
根据么正性又写出
三、四口网络的一般性质
| S13 |2 | S14 |2 1 2 2 | S | | S | 1 23 24 2 2 2 | S | | S | | S | 13 23 33 1 | S |2 | S |2 | S |2 1 14 24 44
多口元件
多口元件就其功能来说主要分为四个功能，第 一个功能我们叫做分路（功率分配）、和差、 环形、耦合等。
多口元件
1、分路元件： （功率分配）
分路元件：发射机出来，一分为二，再一分为二就 变成四，再分就变成八。端口显然多于两个端口。
多口元件
2、环行元件：
环行：环行是三口网络最典型的器件。它可以从1 端口到2端口，从2端口到3端口，这就构成环行器 件。环行网络也是多于两个端口。
一、三口网络的一般性质
2. 无耗非互易三口网络 无耗非互易网络：Sij≠Sji
［性质］无耗非互易三口网络的三个端口可以完全匹配。
典型的就是环形器 ,有两种典型的理想矩阵对应不同
的环行器：
一、三口网络的一般性质
一、三口网络的一般性质
【例 1】用环行器做为隔离器，这是由于环行器 可以做得非常小，而隔离器不行，因此通信中经 常采用环行器做为隔离器适用。 环形元件：由于 3 对外接匹配负载，因此对外只 有1,2两个口，如图，1到2传输，构成隔离器。
多口元件
3、和差元件：
和差元件：它出来两路，①和②的和用S表示，①和 ②的差用D表示是。两端进去，“和”经过一个支路， “差”经过另外一个支路。在雷达里面比较常用。
多口元件
4、耦合元件：
耦合：①是主支路，它除了到下面一路外，还要 耦合到上面一个支路。
多口元件
复习双端口网络： 【性质】： 如果端口i和端口j对称，那么有Sii=Sjj 如果网络互易，则有Sij=Sji 如果网络无耗，则[S]+[S]=I
也就是说，理想的定向耦合器，主路和副路相位差 90°，也称为90°定向耦合器。
三、四口网络的一般性质
2. 对称定向耦合器网络 我们研究一种四端全对称的定向耦合器网络，有
S11 S 22 S33 S 44 S S S S 12 21 34 43 S13 S31 S 24 S 42 S14 S 41 S 23 S32
一、三口网络的一般性质
第二种：H面T接在窄面上（并联）
H面T元件
3 3 2 4 4
并联元件
和：如果②和 ③ 等幅同相输入，则④端输出最大。 差：如果②和③端等幅反相输入，④端无输出
二、三口元件
1. E面T和H面T—分路元件 E面 T
1 1
串接元件
H面 T
3
并接元件
3 2 2 2 4 3 4
①端输入，②和③端功率平分， 相位相反。 用于和差：②和③同相等幅输入 ， ①端无输出；②和③反相等幅输 入，①端输出最大。
【定理】：反射系数的网络变换定理★
S12 S21 L in S11 1 S22 L
多口元件
对于双口网络有两个概念要清楚： 【概念】 1、什么叫S11：2端口匹配，1端口的反射系数。 2、什么叫S21：2端口匹配，1端口向2端口的传输 系数。
一、三口网络的一般性质
一、三口网络的一般性质 1. 无耗互易网络 [ S ]+ [ S ]=[ I ] 具体应用互易条件有
(16-1)
将上述矩阵展开后可分别得到两组方程，我们 称之为振幅条件和相位条件
一、三口网络的一般性质
| S11 |2 | S12 |2 | S13 |2 1 2 2 2 | S | | S | | S | 12 22 23 1 2 2 2 | S | | S | | S | 23 33 1 13
* S11 * S12 * S13
S S S
* 12 * 22 * 23
S S11 S S12 S S13
* 13 * 23 * 33
S12 S22 S23
S13 1 0 0 0 1 0 S23 S33 0 0 1
* * * S11 S12 S12 S22 S13 S23 0 * * * S S S S S 11 13 12 23 13 S33 0 * * * S S S S S 22 23 23 S33 0 12 13
振幅条件
(16-2)
相位条件
(16-3)
(20-9)
要满足上式当且仅当
|S33|=|S44|=0
| S13 || S24 | | S14 || S23 |
(20-10)
(20-11)
三、四口网络的一般性质
从相位关系得到的方程是
* * S S S S 13 23 14 24 0 * * S S S S 23 24 0 13 14
二、三口元件
[解]
b1 a3 由［S］参数定义写出 b2 a1 b a 2 3
b1 Lb3 L a2 而 L a3 / b ，计及这一条件即可导得 3 b2 a1
写出双口网络的［S］矩阵
b1 0 L a1 b 1 0 a 2 2
④端输入，②和③端功率平分相位 相同。 用于和差：②和③端同相等幅输入 ，④端输出最大；②和③端反相等 幅输入，④端无输出。
二、三口元件
2. 铁氧体环行器——环行元件
3
1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2
0 0 1 [S ] 1 0 0 0 1 0
理想s矩阵 [例1] 理想环行器端口③接匹配负载 L o ，即可构 成二端口隔离器。
(20-5)
只要L很小，即可得到典型的隔离器。
三、四口网络的一般性质
1. 定向耦合网络 定向耦合网络是一种常用的四端口网络，它一般 规定,是无耗互易网络,每对端口相互隔离:
S12 S34 0
其中一对匹配:
(20-6)
S11 S22 0
(20-7)
符合上述条件的即可称为定向耦合器，其［ S］矩阵是
一、三口网络的一般性质
假定S23=0，那么S12和S13至少有一个为零。假定 S12=0带入振幅条件：
| S |2 | S |2 | S |2 1 12 13 11 2 2 2 振幅条件 | S12 | | S22 | | S23 | 1 2 2 2 | S13 | | S23 | | S33 | 1 不满足振幅条件，因此可证明无耗互易三端 口网络的三个端口不可能同时匹配。除了三端口 以外，二端口以上的网络都可以全匹配。
(20-17)
于是，散射矩阵成为
S11 S [ S ] 12 S13 S14
S12 S11 S14 S13
S13 S14 S11 S12
S14 S13 S12 S11
(20-18)
三、四口网络的一般性质
且由无耗的么正性条件写出
| S11 |2 | S12 |2 | S13 |2 | S14 |2 1 * * * * S S S S S S S S 11 12 12 11 13 14 14 13 0 * * * * S S S S S S S S 11 13 12 14 13 11 14 12 0 S S * S S * S S * S S * 0 11 14 12 13 13 12 14 11
(20-19)
把方程(20-19)重新排列
* * * * * * * * ( S11S13 S12 S14 )(S11 S14 S12 S13 ) (S13 S11 S14 S12 )(S12 S13 S14 S11 )