5微波元器件
微波天线与技术课程报告汇总
微波天线与技术课程报告汇总《微波技术与天线》课程考察报告姓名：专业班级：学号：指导老师：许焱平绪论1．微波技术是研究微波信号的产生、传输、变换、发射、接收和测量的一门学科，它的基本理论是经典的电磁场理论，研究电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法。
一种是“场”的分析方法，即从麦克斯韦方程出发，在特定边界条件下解电磁波动方程，求得场量的时空变化规律，分析电磁波沿线的各种传输特性；另一种是“路”的分析方法，即将传输线作为分布参数电路处理，用克希霍夫定律建立传输线方程，求得线上电压和电流的时空变化规律，分析电压和电流的各种传输特性。
2．微波的定义：把波长从1m 到0.1mm 范围内的电磁波称为微波。
微波波段对应的频率范围为: 300MHz ～3000GHz 。
在整个电磁波谱中，微波介于超短波与红外线之间，是频率最高的无线电波，它的频带宽度比所有普通无线电波波段总和宽1000倍。
一般情况下，微波又可划分为分米波、厘米波和毫米波和亚毫米四个波段。
3．微波具有如下主要特点：（1)似光性；（2)穿透性；（3)宽频带特性；（4)热效应特性；（5）散射特性；（6）抗低频干扰特性；（7）视距传输特性；（8）分布参数的不确定性；（9）电磁兼容和电磁环境污染。
4．微波技术的主要应用：（1)在雷达上的应用；（2)在通讯方面的应用；（3)在科学研究方面的应用；（4)在生物医学方面的应用；（5)微波能的应用。
f λ31081051010(m)(Hz)3103231063109-13101210-43101510-73101810-10无线电波宇宙射线射频目录绪论 (1)目录 (2)一、均匀传输线理论 (3)二、规则金属波导 (4)三、微波集成传输线……………………5四、微波网络基础 (5)五、微波元器件 (6)六、天线辐射与接收的基本理论 (7)七、电波传播概论 (8)八、线天线 (9)九、面天线 (10)十、微波应用系统 (11)心得体会 (12)本课程我们共学习了十章，主要学习了均匀传输线理论、规则金属波导、微波集成传输线、微波网络基础、微波元器件、天线辐射与接收理论、电波传播概论、线天线、面天线、微波应用系统。
微波炉的元件介绍
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一、高压变压器
变压器的文字符号是t，电路符号见下图右上角。高压变 压器的作用是给磁控管提供工作电压。高压变压器初级通 市电220v交流电，次级有两组，一组提供3。4v灯丝电压另 一组提供2000v左右高压，初级绕组2，2欧左右，高压绕组 130欧左右，为正常 ，
•
•二、高压电容器
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•五，磁控管
• 它有微波发射器（波导管）、散热器、灯丝、两个插 •脚和磁铁等磁控管里有一个园筒形的阴极，这里是直热式 •的，灯丝就是阴极。阴极外面包围着一个高导电率的无氧 •铜制成的阳极。阳极用来接收阴极发射的电子。阳极上 •有几个谐振腔，它们是产生高频振荡的选频谐振回路。谐 •振频率主要由空腔的尺寸决定的。为了安全和使用方便， •阳极接地。阳极接地作参考点，零电势（0v），那阴极 •就是加上几千v负高压。另外再有磁铁的作用。热电子从 •阴极溢出后，在磁埸力和电埸力的共同作用下，沿螺旋 •状高速飞向阳极，又有谐振腔的作用，电子振荡成微波， •并经过天线耦合，由波导管传输到微波炉腔里加热食物。
• 高压电容器在微波炉里的位置，是固定在微波炉的底板 •上。和高压二极管，高压保险丝靠得很近高压电容器的耐 •压是交流2100v，容量1微法。里面有个放电电阻，是一个 •特殊的电容器
•
•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。
•
•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
微波课件3-微波技术与微波器件-栾秀珍-清华大学出版社
集总参数电感：在某一个区域中只含有磁能； 集总参数电容： 在某一个区域中只含有电能。
微波信号是交变电磁场，电场和磁场是铰链在一 起的，没有单独的电场区域或磁场区域, 不存在集总参数
的电感和电容。
推广： 1）如果在某区域磁场储能大于电场储能，可等效为电感； 2）如果在某区域电场储能大于磁场储能，可等效为电容。
L(0) 10lg P1 (dB) : z=0处的起始衰减量。
P0
L(l) L(0) 8.68l (dB)
截止式衰减器的特点:
(1)衰减量(dB)数与移动距离l之间成线性关系, 可作为标准衰 减器。
(2)当 C 时，衰减系数很大，移动不太长的一段距
离就可得到很大的衰减量。
2 c
( c )
第 3 章 基本微波元件和阻抗变换器
(Basic Microwave Elements)
3.1 概 论 3 . 2 微波电阻性元件 3 . 3 微波电抗性元件 3 . 4 微波移相器 3 . 5 极化变换器 3 . 6 抗流式连接元件 3 . 7 阻抗变换器
3.1 概 论
基本电路元件:电阻、电感和电容。 微波元件的外形、结构与集总参数的电路元件差异
可以证明：微波传输线中传输模所携带的电能和磁能是 相等的，而截止模所含电能和磁能是不均衡的。
(1) 若截止模为TE模，则其磁能大于电能，可等效为 电感；
(2) 若截止模为TM模，则其电能大于磁能，可等效为 电容。
在传输系统人为引入某些不均匀性，则在不均匀 性区域将激发起高次截止模。
传输线中的不均匀性: 传输线的尺寸或形状或填充介质 发生了变化。
微波电阻性元件:衰减器和匹配负载。
衰减器:用来控制微波传输线中传输功率的装置，通过 对波的吸收、反射或截止来衰减微波能量。
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
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
微波知识点(精华)
绪论1、 微波是电磁波谱中介于超短波与红外线之间的波段。
频率（300MHz —3000GHz ）。
波长（1m —0.1mm ） 微波分为：分米波、厘米波、毫米波、亚毫米波。
特点：似光性、穿透性、热效应特性、宽频带特性、散射性、抗低频干扰特性视距传播性、分布参数的不确定性、电磁兼容和电磁环境污染。
第一章2、 微波传输线：是用以传输微波信息和能量的各种形式传输系统的总称3、 T EM 波指①无纵向电磁场分量的电磁波称为横电磁波 ②电矢量和磁矢量都与传播方向垂直TE 波指电矢量与传播方向垂直，或者说传播方向上没有电矢量 TM 波是指磁矢量与传播方向垂直4、 特性阻抗：传输线上导行波电压与电流的比值：①)()(0z z I U Z ++=(定义式)，0R jwL Z G jwC +=+(推出来的), 仅由传输线自身的分布参数决定而与负载及信号源无关。
②对于均匀无耗传输线：c L Z =0 ③平行双导线传输线的特性阻抗：d D Z r 2ln 1200ε=（d 为传输线直径，D 为间距，r ε为相对介电常数，常用的特性阻抗：250Ω，400Ω，600Ω）④无耗同轴线的特性阻抗：αεb Z r ln 600=（a,b 分别为内外导体半径，常用的特性阻抗：50Ω，75Ω） 5、 传播常数γ是描述传输线上导行波沿导波系统传播过程中衰减和相移的参数。
，是衰减常数，dB/m 。
是相移常数，rad/m6、 输入阻抗是传输线上任意一点Z 处的输入电压与输入电流之比，7、 输入阻抗与特性阻抗的关系：10001tan ()tan in Z jZ z Z z Z Z jZ zββ+=+， 8、 反射系数：传输线上任意一点反射波电压（电流）与入射波电压（电流）的比值，)()(z z u U U +-=Γ(定义式) 推出：z j z e β21)(-Γ=Γ，其中φj e Z Z Z Z -Γ=+-=Γ101011（1Γ为终端反射系数）， 合起来就是：(2)()1j z z e φβ-Γ=Γ(指任一点的反射系数)对于均匀无耗传输线，()z Γ大小均等，沿线只有相位按周期变化，周期为2λ，也就是2λ重复性 9、 对于10110Z Z Z Z -Γ=+，①当12≤时，1Γ=0，此时传输线上任一点的反射系数都等于0，称之为负载匹配②当10Z Z ≠时，有反射波，不匹配10、 输入阻抗与反射系数的关系：()0()11z in z Z z Z +Γ=-Γ（）(知道一个就可以推出其他的)11、 驻波比：传输线上波腹点电压振幅与波节点电压振幅的比值为电压驻波比maxmin UU ρ=(定义式)， 推出与1Γ的关系：111ρρ-Γ=+ 驻波比的取值范围是1ρ≤<∞；当传输线上无反射时，驻波比为1，当传输线全反射时，驻波比趋于无穷大。
微波技术与天线——第3章
第三章、常用微波元器件
耦合器、阻抗变换器和滤波器等。 二、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。 三、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。常用的非线性元件有检波器、混 频器、变频器以及微波控制元件等。
放大器
第三章、常用微波元器件
衰减器 back
第三章、常用微波元器件
传输线中的电抗元件
微波系统中的电抗元件：利用微波传输线中结构尺寸 的不连续性组成的。由于不连续性引起的损耗很小，故 不连续性的等效电路不外乎是电感、电容、理想变压器 和无耗传输线段以及它们的组合。 电抗元件：包括感性元件和容性元件。感性元件是指 能够集中磁场和存储磁能的元件；而容性元件是指能够 集中电场和存储电能的元件。
第三章、常用微波元器件
电感销钉（等效为电感，结构为贯穿波导窄边的销钉） 电容销钉（等效为电容，结构为贯穿波导宽边的销钉） 5、波导阶梯 E面阶梯等效为并联的电容 H面阶梯等效为并联的电感 同轴中的不连续性等效为电抗元件： 同轴线中的阶梯和开路端以及间隙都等效为电容
微带线中的电抗元件
在微波电子电路中，还常用微带结构来模拟集总元件， 一般认为有限长度的微带线损耗很小，故仅用微带线结构 来实现电感、电容等储能元件及电感、电容的串、并联结
工作原理：当螺钉插入波导中时．一方面螺钉附近高 次模的电场较为集中；另一方面，宽壁上的轴向电流也 要进入螺钉产生附加磁场。当h较小(即h< λ /4)时，前 者影响较大，螺钉等效为一电容；当h增大时，高次模 的电能和磁能发生相对变化，如h＝ λ /4 ，电能和磁能
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。
电子元器件中的射频微波技术分析
电子元器件中的射频微波技术分析射频微波技术是一种非常重要的电子技术，它在通信、电视、雷达、导航等领域中广泛应用。
射频微波技术的核心就是电子元器件，这些元器件通常能够对微波信号进行功率放大、频率转换、调制解调等操作，从而使信号能够被更好地传输和处理。
本文将分析电子元器件在射频微波技术中的作用以及一些常见的射频微波元器件。
一、电子元器件在射频微波技术中的作用电子元器件能够改变微波信号的特性，从而使得这些信号能够更好地被处理和传输。
元器件的主要作用有：1.功率放大。
微波信号在传输过程中由于信号衰减等原因会变得非常微弱，功率放大器可以将信号放大到一个能够被接收器捕捉到的大小。
2.频率转换。
有时候我们需要将微波信号的频率转换为另一个频率，如下变频器能够将一个高频信号转换为一个低频信号。
3.调制解调。
在信号传输中，我们需要将信息信号调制到一个载波信号上，接收器需要进行解调才能得到原始信号。
二、常见的射频微波元器件1.功率放大器功率放大器是一种非常常见的射频微波元器件，主要功能是将微弱的信号放大到一个可以让接收器接收的范围内。
功率放大器通常分为线性放大器和非线性放大器。
线性放大器能够保持放大后的信号与输入信号之间的线性关系，非线性放大器则不能。
线性放大器通常应用于无线电通讯、雷达和卫星通信等领域，而非线性放大器则通常应用于广播电视和个人通信等领域。
2.频率变换器频率转换器通常由混频器和本地振荡器两部分组成。
它的作用是将输入信号的频率转换为一个不同的频率，这个频率可以是更高频或更低频。
频率变换器广泛应用于无线电通讯、雷达以及导航系统中。
3.调制解调器调制解调器一般由调制电路和解调电路两部分组成。
它的主要作用是将信息信号调制到一个载波信号上，然后再将调制后的信号传输出去。
解调器则是将接收到的调制信号分离出来，得到原始的信息信号。
4.滤波器滤波器主要用于滤除不需要的频率分量。
如果信号含有多个频率分量，可以使用滤波器将目标频率分量滤除，从而得到有用的信息。
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。
5g通讯 材料与元器件 专利
5g通讯材料与元器件专利
5G通讯技术涉及到大量的专利，这些专利涉及到不同的材料和元器件。
以下是一些与5G通讯相关的专利和发明，这些专利和发明涵盖了不同的材料和元器件：
1. 高频介质基板：用于制造高频电路和元件的材料，如PCB和微波介质基板。
2. 电磁波吸收材料：用于吸收和抑制电磁波干扰的材料，如铁氧体和导电聚合物。
3. 射频前端模块：用于处理无线信号的模块，包括功率放大器、滤波器、双工器等。
4. 微电子机械系统（MEMS）：用于制造传感器和执行器的微型机械系统，如加速度计、陀螺仪和压力传感器。
5. 新型天线技术：用于实现更高效和可靠的天线技术，如智能天线和多输入多输出（MIMO）技术。
6. 新型通信协议：用于实现更高效和可靠的数据传输，如正交频分复用（OFDM）和多载波通信技术。
以上仅是一些与5G通讯相关的专利和发明示例，实际上还有更多的专利和发明涉及到5G通讯技术的不同方面。
如果您想了解更多关于这些专利和发明的信息，建议您咨询相关领域的专家或查阅相关的专业文献。
微波炉部分元器件的原理及检测修理
微波炉部分元器件的原理及检测修理微波炉是一种利用高频电磁波产生热能来加热食物的厨房电器。
它由多个部分元器件组成，每个部分都有各自的原理、检测和修理方法。
1. 高压变压器（High Voltage Transformer）是微波炉的核心元器件之一，它负责将普通电压（110V 或220V）升高到高电压（2000V 至5000V 之间），以供给磁控管（Magnetron）产生高频电磁波。
检测高压变压器是否工作正常的方法是使用万用表测量其输入和输出的电压，修理时需要根据实际情况更换或修复高压变压器。
2. 磁控管（Magnetron）是微波炉中产生微波的元器件。
它利用高压电场和磁场的交互作用来产生高频电磁波。
检测磁控管是否工作正常的方法包括使用万用表来测量其阻抗、直流电阻和高频输出功率等指标，修理时通常需要更换磁控管。
3. 主控板（Main Control Board）是微波炉的中央处理单元，负责控制微波炉的整个操作过程。
检测主控板是否工作正常的方法是使用万用表测量其输入和输出电压及信号，修理时常常需要通过更换电容、电阻等元件来修复主控板。
4. 波导（Waveguide）是将微波从磁控管传输到微波炉腔内的元器件。
它通常由铜或铝制成，内壁需要保持干净和平滑以确保微波的有效传输。
检测波导是否正常的方法包括视觉检查波导内壁是否有明显损坏或污垢，修理时通常需要清洗或更换波导。
5. 显示面板（Display Panel）和控制按钮（Control Buttons）用于设置和控制微波炉的操作。
检测显示面板和控制按钮是否正常的方法包括视觉检查其外观是否完好，操作按钮是否灵敏，修理时通常需要更换显示面板或控制按钮。
6. 散热器（Heat Sink）是用于散热的元器件，它通常位于磁控管附近。
散热器的主要功能是排出由磁控管产生的热量，以防止磁控管过热。
检测散热器是否正常的方法包括观察散热器表面是否有严重的损坏或过热现象，修理时通常需要更换散热器。
天线和微波技术中的微波器件介绍
天线和微波技术中的微波器件介绍微波器件是天线和微波技术中不可或缺的组成部分，它们在无线通信、雷达系统、卫星通信等领域发挥着重要的作用。
本文将介绍几种常见的微波器件，包括衰减器、耦合器、滤波器和功分器，并对它们的工作原理和应用进行详细介绍。
一、衰减器衰减器是微波器件中常用的被动器件之一，其主要作用是将微波信号的功率进行衰减，以满足系统对信号功率的要求。
衰减器一般分为固定衰减器和可调衰减器两种类型。
固定衰减器的衰减量在设计时就被固定下来，一般使用电阻、衰减元件等来实现。
可调衰减器则可以通过改变其内部的电阻、电容或电感等参数来实现对衰减量的调节。
衰减器广泛应用于微波通信系统中，用于调节信号的功率水平，确保信号的传输质量。
二、耦合器耦合器是微波器件中常用的被动器件之一，它常用于将一个信号分为两个或多个信号，或者将两个或多个信号合并成一个信号。
耦合器通常通过电磁场的作用实现信号的分合。
常见的耦合器包括定向耦合器、隔离器和反射器。
定向耦合器能够将信号的一部分从一个端口耦合到另一个端口，隔离器则能够将输入端口和输出端口之间的信号分离，反射器则能够使信号在一个输入端口和多个输出端口之间反射。
耦合器在无线通信、雷达系统和卫星通信等领域广泛应用，用于信号的分配、合并和分离等操作。
三、滤波器滤波器是微波系统中常见的一类器件，它用于对特定频率的信号进行选择性地透过或阻断，从而实现对信号频率的过滤。
滤波器一般分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四种类型。
低通滤波器允许低于一定截止频率的信号通过，而高通滤波器则允许高于一定截止频率的信号通过。
带通滤波器则允许某一特定频率范围内的信号通过，而带阻滤波器则将某一特定频率范围内的信号阻断。
滤波器广泛应用于无线通信系统中，用于去除干扰信号、选择特定信号等。
四、功分器功分器又称功率分配器，是微波系统中常见的一类器件，它用于将一个输入信号按照一定的功率分配比例分配到多个输出端口上。
微波炉主要元器件的简易检测方法
微波炉主要元器件的简易检测方法微波炉是一种常用的厨房电器，其主要由多个元器件组成。
这些元器件包括高压变压器、高压整流电路、微波发生器、微波导波管等。
为了确保微波炉的正常运行和安全使用，需要定期对这些主要元器件进行简易检测。
首先是高压变压器的检测。
高压变压器是将低压电源转换为微波炉所需的高压电源。
检测高压变压器时，首先要断开微波炉的电源，并确认其电容器已经放电。
然后用万用表测量变压器的绕组之间的绝缘电阻。
通常要求绝缘电阻大于100兆欧姆。
此外，还可以检查高压变压器的转换效率。
通过测量输入和输出电压的比值，可以判断高压变压器的工作状态。
其次是高压整流电路的检测。
高压整流电路主要由整流管、滤波电容和限流电阻等组成。
检测时，应断开微波炉的电源并确保电容器已放电。
然后使用万用表的二极管测试功能来测试整流管的正常工作。
正常情况下，二极管的正向导通压降应在0.7V左右，反向导通电阻应无穷大。
同时，还可以使用万用表测量滤波电容的电压。
正常情况下，电压应在安全电压范围内，通常为200V-400V。
微波发生器是微波炉的核心组件之一，能够产生微波能量。
检测微波发生器时，也需要断开电源。
然后使用万用表来测试微波发生器的主要元件，如电容器、晶体管和正弦形振荡电路等。
首先，使用万用表测试电容器的电容量，以确保其在规定范围内。
然后使用万用表的二极管测试功能，测试晶体管的工作状态。
正常情况下，晶体管的正向导通压降应在0.7V左右。
微波导波管是微波炉用于传输和辐射微波能量的元件。
检测微波导波管时，同样需要断开电源。
然后使用万用表测量管内的任意两个端口之间的传输系数。
传输系数是指输入功率与输出功率之比。
正常情况下，微波导波管的传输系数应大于0.5除了上述主要元器件的检测外，还应对微波炉的其他部件进行检测。
例如，检查微波炉门的封闭性，以确保微波不会泄漏出来。
检查微波炉的控制面板和按键是否正常工作。
同时，还应检查微波炉的散热系统是否正常，确保微波炉能够正常散热，避免高温引起的安全问题。
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。
微波元器件与集成电路
1、波导式匹配负载
大功率匹配干负载 出
体积式吸收体 大功率匹配水负载
片式吸收体 水
散热片 入
2、同轴线 式匹配负载
吸波材料
同轴匹配干负载
3、微带线式匹配负载 • 渐变式
导体带 介质 薄膜电阻
• 匹配阻抗式
开路
g 4
• 半圆式
二、短路器：
提供尽量大的反射系数；
○ 最好可自由移动； ○ 可移动短路活塞：接触式：物理接触
用低阻抗线实 现并联电容：
低阻抗段
l
在传输线上并联一个或多个支节，这些 支节等效于串联或并联谐振回路。
5、并联在传输线上的谐 振回路：
6、微带线 中的串联 电阻：
高阻金属薄膜，吸收电磁能量 R
9.2 微 波 滤 波 器
将所需其他滤波器的衰减 特性通过频率变换， 得到对应的低通滤 波器衰减特性；
g 4
• 多孔定向耦合器（频带较宽）
3
2
1
2
3
4
N
1
单孔定向耦合器
理想状态下，隔离端 口应当没有输出，但 实际上仍有一定输出， 因此应在隔离端口接 匹配负载，吸收这一 部分功率。
用高阻抗微带短线实现串联电感
Zc
Z c
Zc
Zc Zc
l 高阻抗段 环形电感 圆形螺旋电感 方形螺旋电感 为加大电感值，将高阻 抗线弯曲、螺旋，增加 匝数：
3、串联在传输 线上的谐振回 路：
L C C L
4、并联电容、电感：
Z Z Z c用并联的终端c 开路支节实c现并联电容或并联电感；
Zc Zc
L2
L4
L6
C1
C3
C5
• 微带电路实现方案
欧拉微波元器件
欧拉微波元器件欧拉微波元器件是一类在微波技术领域中广泛应用的电子器件。
它们在无线通信、雷达、卫星通信、天线系统等领域起着重要作用。
本文将介绍欧拉微波元器件的基本概念、分类以及应用领域。
一、基本概念欧拉微波元器件是指在微波频段（300MHz至300GHz）下工作的电子元器件。
它们具有良好的高频特性，能够在高频信号传输和处理中发挥重要作用。
与传统的低频电子器件相比，欧拉微波元器件在电路结构、材料选择和工艺制造等方面有着独特的要求和特点。
二、分类欧拉微波元器件根据其功能和应用可以分为多个类别，常见的包括：微波传输线、微波滤波器、微波放大器、微波混频器、微波开关、微波天线等。
1. 微波传输线微波传输线是一种用于传输高频信号的导线或导波结构。
常见的微波传输线包括同轴电缆、微带线、波导等。
它们具有低损耗、低串扰、高功率承受能力等特点，广泛应用于通信系统中的信号传输。
2. 微波滤波器微波滤波器是一种用于滤除或选择特定频率信号的器件。
它可以通过滤波器的频率特性来实现对信号的选择性传递。
微波滤波器在无线通信系统中起着重要作用，可以滤除杂散信号，提高系统性能。
3. 微波放大器微波放大器是一种用于放大微弱高频信号的器件。
它能够对微波信号进行放大，增强信号的强度和质量。
微波放大器在雷达、卫星通信等系统中广泛应用，可以提高系统的灵敏度和传输距离。
4. 微波混频器微波混频器是一种用于将不同频率信号进行混合的器件。
它可以将两个或多个频率的信号进行非线性混合，产生新的频率组合。
微波混频器在频率转换、频谱分析等领域中具有重要意义。
5. 微波开关微波开关是一种用于控制微波信号传输的器件。
它可以实现对微波信号的开关、选择和调节。
微波开关在通信系统中起着重要作用，可以实现信号的切换和调制。
6. 微波天线微波天线是一种用于辐射和接收微波信号的器件。
它可以将电磁波能量转化为空间辐射或接收，是无线通信系统中不可或缺的组成部分。
微波天线具有方向性、增益高、频率稳定等特点，可以实现远距离的高速通信。
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
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损耗小， 活塞频带 较窄
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/4的距离
接触式 短路活塞
7
宽带
8
Chpt4 微波网络基础
Chpt4 微波网络基础
•匹配负载
一、终端负载元件
作用：几乎将所有的电磁能量全吸收而无反射(ρ=1,Γ=0)。 当需要在传输系统中建立行波状态时，都要用到匹配负载。 基本要求：有较宽的工作频带，输入驻波比小和一定的功率 容量
•☆多阶梯阻抗变换器
三、阻抗匹配元件
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。 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)。
用λ/4阻抗变换器可实现阻抗匹配；但λ/4阻抗变换器 的工作频带是很窄的。要使变换器在较宽的工作频带内 仍可实现匹配，必须用多阶梯阻抗变换器。
几种典型的定向耦合器
(a)微带分支定向耦合器 (b)波导单孔定向耦合器 (d)波导匹配双T (e)波导多孔定向耦合器
31
(c)平行耦合线定向耦合器 (f)微带混合环
• ※形状转换器
• ※形状转换器
☆转换接头
b）矩形波导―圆波导模式变换器
d）同轴－微带变换器
TE10→TE11模式变换器，这种变换器主要用于微波铁氧体器件、 可变衰减器及可变相移器中。
c）波导－微带变换器
矩形波导与微带的连接， 通常用脊形波导来过渡，或者 采用渐变型过渡。
将同轴线的内导体延长与微带的导体带焊在一起。同轴 线的外导体与微带线接地板相连，通过法兰盘用螺钉固定。 由于连接处的不均匀性会引起反射，可将同轴线内导体延伸 出一小段，并切成平面与微带线的导体焊接起来进行补偿。
Chpt4 微波网络基础
Chpt4 微波网络基础
•☆衰减元件和相移元件
二、微波连接元件
☆衰减元件和相移元件
吸收式衰减器
衰减元件
功能：按需要减小微波信号的振幅；
0 理想衰减器：S参数： S l e
e l 0
：衰减系数 l：衰减器长度
沿电场方向 放置衰减片 ◇优点：频带宽，功率容量大， 起始衰减量小，稳定性好； ◇缺点：精度较差
Chpt4 微波网络基础
20
19
Chpt4 微波网络基础
• ※极化转换器
☆转换接头
§5.1连接匹配元件
•三、阻抗匹配元件
作用：消除反射，提高传输效率，改善系统稳定性 “匹配”的实质：
如果变换器输入端输入的是线极化波，其TE11模的电场与慢波 结构所在平面成450角，这个线极化分量将分解为垂直和平行于慢波 结构所在平面的两个分量Eu和Ev，它们在空间互相垂直，且都是主 模TE11，只要螺钉数足够多或介质板足够长，就可以使平行分量产 生附加900的相位滞后。于是，在极化转换器的输出端两个分量合成 的结果便是一个圆极化波。至于是左极化还是右极化，要根据极化 转换器输入端的线极化方向与慢波平面之间的夹角确定。
线性非互 易元器件
散射矩阵不对称， 但仍工作在线性区
• 一、终端负载元件
元器件
5
短路负载 单端口互易元件 匹配负载 失配负载
Chpt4 微波网络基础
Chpt4 微波网络基础
6
1
•短路负载
一、终端负载元件
短路负载
作用：实现微波系统短路，将所有电磁能量全部反射回 去，一点能量都不吸收(ρ=∞,Γ=1) 常用器件：短路片、短路活塞。 对短路活塞的基本要求：保证接触处的损耗要小，并有良 好的电接触，使其反射系数的模接近于1；传输大功率时 保证接触处不发生跳火现象。
线性互易 元器件
引起频率的改变， 从而实现放大、调 非线性 制、变频等
Chpt5 微波元器件
只对微波信号进行线性 变换而不改变频率特 性，并满足互易定理
§5.1连接匹配元件
实现终端短路、匹配或标准失配等功能 终端负载元件： 包括：短路负载、匹配负载和失配负载等 将作用不同的两微波系统按一定要求连接 微波连接元件： 包括：波导接头、微波连接元件、相移器等 调整传输系统与终端间阻抗匹配的器件 阻抗匹配元件： 包括：螺钉调配器、多阶梯及渐变型变换器等
变换器共有N 节，每节的长度为0 / 4，参考面分别为T0、T1、 、TN；
对于小的反射，作为第一次近似，可认为在传输线输入端总的 反射系数是由各个不连续处产生的反射的叠加，即：
0 1e j 2 2e j 2 N 1e j 2( N 1) N e j 2 N
☆衰减元件和相移元件
•☆转换接头
二、微波连接元件
功能：对电磁波只产生一定的相移而不产生能量衰减；
理想相移器的S参数：
S
0 j e
e
j
0
微波从一种传输系统过渡到另一种传输系统时，需要 用到转换器。 基本要求：既要保证形状转换器时阻抗的匹配，以保 证信号有效传送；又要保证工作模式的转换。 a）同轴线―波导转接器
参考面局部电压反射系数对称选取
( 0 N e j 2 N ) ( 1e j 2 N 1e j 2( N 1) ) 2 e j 2 2e
jN
0 cos N 1 cos( N 2)
29
输入端口①的驻波比
1 S11 1 S11
◇工作带宽：定向耦合器上述C、I、D、ρ等参数 都满足要求时的工作频率范围。
30
Chpt4 微波网络基础
Chpt4 微波网络基础
5
一、定向耦合器
一、定向耦合器
• 耦合装置的耦合方式有许多种，结构上差异较大， • 定向耦合器的分类
工作原理也不尽相同。
21
设法在终端负载附近产生一新的反射波，使它恰好和负载 引起的反射波等幅反相，彼此抵消，从而达到匹配传输的 目的。
在微波电路中，常用的匹配方法有：
※电抗补偿法 ※阻抗变换法 ※反射吸收法
Chpt4 微波网络基础
22
Chpt4 微波网络基础
•☆螺钉调配器
三、阻抗匹配元件
螺钉的不同深 度等效为不同 的电抗元件
•作用：
将一路微波功率按比例分成几路——功率分配。
•常见器件：
定向耦合器； 功率分配器； 各种微波分支器件；
• 分析方法：
由于这些器件一般都是线性多端口互易网络，因此一般 采用微波网络理论进行分析。
Chpt4 微波网络基础
28
• 指标参数； • 电路结构；
Chpt4 微波网络基础
27
•一、定向耦合器
13
•☆扭转和弯曲元件
二、微波连接元件
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。
E面弯曲 H面弯曲
扼流 法兰
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
14
当需要改变电磁 波的方向时用波 导弯曲
螺钉调配器可分为单螺钉、双螺钉、三螺钉和四螺钉四种。 由于螺钉调配器的螺钉间距与工作波长直接相关，因此螺钉 调配器是窄频带的。 波导形
23
同轴线形
微带形
Chpt4 微波网络基础
Chpt4 微波网络基础
24
4
☆多阶梯阻抗变换器
三、阻抗匹配元件
• ☆渐变型阻抗变换器
增加阶梯的级数就可以增加工作带宽，但增加了阶梯级 数，变换器的总长度也要增加，尺寸会过大，因此用渐 变线代替多阶梯——渐变型阻抗变换器。
微带线匹 配负载
•失配负载
一、终端负载元件
作用：既吸收一部分微波功率又反射一部分微波功率， 一般制成一定大小驻波的标准失配负载，主要用于微波 测量。 制作与匹配负载类似，只是将尺寸略改一下，使之和原 传输系统失配。
功率容量较大 时，采用水负载
eg：将匹配负载的波导窄边b 制作成和标准波导窄边b0不 一样，使之有一定的反射。 设驻波比为ρ，则有：
耦合端
S P3 20 lg 31 I C (dB) P4 S41 ◇输入驻波比：端口“②③④”都接匹配负载时 ◇定向度：D 10 lg
耦合装置的耦合方式有许多种，一般有孔、分支线、 耦合线等，形成不同的定向耦合器。 描述定向耦合器的性能指标有：耦合度、隔离度、定 向度、输入驻波比和工作带宽。
§5.1连接匹配元件
波导匹配负载
波导接头 相移器 双端口互易元件 衰减器 转换器
☆波导接头
对接头的基本要求是： 连接点接触可靠；不引起电磁波的反射，输入驻波比尽可能 小，一般在1.2以下；工作频带要宽；电磁能量不会泄漏到 接头外面；而且结构要牢靠，装拆方便，容易加工等。
Chpt4 微波网络基础
输入端
① P1
§5.2功率分配元器件
①②是一条传输系 统，称为主线
•☆定向耦合器的性能指标
◇耦合度：C 10lg
直通端
②
一、定向耦合器
P2
隔离端
④ P4
耦合装置 ③ P3 ③④为一条传输系统，称为副线
P 1 1 20 lg (dB ) P3 S31 P 1 ◇隔离度：I 10lg 1 20 lg (dB ) P4 S41
Chpt4 微波网络基础
16
P 衰减量（插入衰减）：A 10lg 1 P2
20lg S21 a2 0
吸收片沿波导横向移 动即可改变其衰减量