微波网络微波网络参量定义

Z21 Z01 Z02
i1
Z22 Z02
i2
v1
Z11 Z01
i1
Z12 Z01 Z02
i2
v2
Z21 Z01 Z02
i1
Z22 Z02
i2
vv12
z11i1 z21i1
z12i2 z22i2
而网络的归一化阻抗参量分别为
z11
Z11 ， Z01
z12
Z12 Z01Z02
I1 0
T2 面开路(I2 = 0)时，Hale Waihona Puke Baidu口(1)至端口(2)的转移阻抗为
I1
I2
Z01 U1
二端口
U 2 Z 02
图 5-1
微波网络
T1
T2
二端口网络电压、电流的示意图
Z21
V2 I1
I2 0
唯一性定理： 如果一个封闭区域的边界面上，切向电场或切向磁 场如果是确定的，则封闭区域内部的电磁场唯一确 定。 对于不均匀区的边界就是网络参考面， 根据上节 关于模式电压和模式电流的定义，其与参考面上的 电压、电流正比于切向电场和切向磁场幅度的函数， 故参考面上的电流I1，I2,，…..In确定了，则参考 面上的电压U1，U2,…..Un也就确定了，反之亦然。
T1
T2
二端口网络电压、电流的示意图
VV12
Z11 I1 Z 21 I1
Z12 I 2 Z22 I2
V1 V2
Z11 Z21
Z12 I1 Z22 I2
Z11
V1 I1
I2 0
Z22
V2 I2
I1 0
T1 面开路(I1 = 0)时，端口(2)至端口(1)的转移阻抗为
Z12
V1 I2
只考虑I1单独作用，在1端口产生的电压U1（1）=Z11I1 只考虑I1单独作用，在2端口产生的电压U2（1）=Z21I1
只考虑I1单独作用，在n端口产生的电压Un（1）=Zn1I1
只考虑I2单独作用，在1端口产生的电压U1（2）=Z12I2 只考虑I2单独作用，在2端口产生的电压U2（2）=Z22I2
I1 I2
Y11V1 Y21V1
Y12V2 Y22V2
上式也可以用矩阵来表示
只考虑I2单独作用，在n端口产生的电压Un（2）=Zn2I2
唯一性定理和叠加定理
U 1 Z 11I1 Z 12I 2 Z 1nI n
U2
Z 21I1
Z 22I 2
Z 2nIn
U n Z n1I1 Z n2I 2 Z nnI n
2、等效电压、等效电流和阻抗的归一化
在微波网络中，为了理论分析的普遍性，常把各端口 电压、电流对端口传输线的特性阻抗进行归一化。
叠加定理： 如果不均匀区填充的是线性媒质，则不均匀区等效 为线性微波网络。不管不均匀区有多复杂，各参考 面上的场量之间呈现线性关系，即场量满足叠加原 理，与场量相对应的电路量也满足线性叠加关系。
I1
Z 01
U1
二端口 网络
I2 U 2 Z 02
唯一性定理和叠加定理
T1
T2
图 5-1 二端口网络电压、电流的示意图
Z12 I 2 Z22 I2
I1
I2
Z01 U1
二端口
U 2 Z 02
图 5-1
微波网络
T1
T2
二端口网络电压、电流的示意图
VV12
Z11 I1 Z 21 I1
Z12 I 2 Z22 I2
上式也可以表示为矩阵形式
也可简单表示为
V1 V2
Z11 Z21
Z12 I1 Z22 I2
vv12
z11i1 z21i1
z12i2 z22i2
T1
T2
图 5-1 二端口网络电压、电流的示意图
2、等效电压、等效电流和阻抗的归一化
微波系统的许多特性取决于输入阻抗和特性阻抗的比 值。将这一比值定义为归一化阻抗，即
z Z 1 Z0 1
与归一化阻抗对应的等效电压 v 和等效电流 i 分别称为
[V ] = [Z ][I ]
可见，由 Z 参量可将两端口的电压和电流联系起来。 Z 参
量是由电流来表示电压的参量。
I1 二端口
I2
Z01 U1
微波网络
U 2 Z 02
T1
T2
图 5-1 二端口网络电压、电流的示意图
VV12
Z11 I1 Z 21 I1
Z12 I 2 Z22 I2
V1 V2
Z11 Z21
1．阻抗参量 Z (Z Parameter)
图 5.1 给出了二端口网络两个端口电压和电流的示意图。
(1)端口参考面 T1 处的电压为 V1，电流为 I1；(2)端口 参考面 T2 处的电压为 V2，电流为 I2 。
阻抗参量是用两个端口电流表示两个端口电压的参量
VV12
Z11 I1 Z 21 I1
若 T1 和 T2 参考面外接传输线的特性阻抗分别为 Z01、 Z02，则以 Z01 作为参考阻抗对 V1 和 I1 归一化，以 Z02 作为 参考阻抗对 V2 和 I2 归一化 。
V1 Z11I1 Z12I2 V2 Z21I1 Z22I2
I1 Z01 U1
二端口 微波网络
I2 U 2 Z 02
归一化等效电压和归一化等效电流。它们与非归一化等效
电压 V、等效电流 I 的关系应满足功率相等条件及阻抗关系，
即
1 Re(V I * ) 1 Re(v i* )，
2
2
v
Z
=z=
i
Z0
求解上式得
v V ， Z0
i I Z0
v
V Z0
，i
I
Z0
上式中，两个端口的归一化电压和电流分别为
v1
V1 ， Z01
Z12 I1 Z22 I2
二端口网络共有 4 个阻抗参量，分别定义如下：
T2 面开路(I2 = 0)时， T1 面的输入阻抗定义为
Z11
V1 I1
I2 0
T1 面开路(I1 = 0)时， T2 面的输入阻抗定义为
Z22
V2 I2
I1 0
I1
I2
Z01 U1
二端口
U 2 Z 02
图 5-1
微波网络
i1 I1
Z01；
v2
V2 ， Z02
i2
I2
Z02
VV12
Z11 I1 Z 21 I1
Z12 I 2 Z22 I2
v1 v2
Z01 Z11 Z02 Z21
i1 Z01
Z12
i1 Z01
Z22
i2
Z02 i2
v1
Z11 Z01
i1
Z12 Z01 Z02
i2
Z02
v2
，
z21
Z21 Z01Z02
，z22
Z22 Z02
Z参数网络的性质
对称网络：Z11=Z22 互易网络：Z12=Z21 无耗网络：Zij为纯虚数，i，j可相等
V1 V2
Z11 Z21
Z12 I1
Z
22
I
2
2．导纳参量 Y (Y Parameter)
导纳参量是用两个端口电压表示两个端口电流的参量