无源器件讲义

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线性互易元器件 线性非互易元器件 非线性元器件

微波器件
分类
线性互易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 主要包括:连接匹配元件、功率分配元器 件、微波滤波器件及微波谐振器件等 线性非互易元器件包括:铁氧体器件(隔 离器、环行器等) 非线性元器件能引起频率的改变从而实现 放大、调制、变频等
功分器
功分器
RD-52 ( 3/4)N/NP-C0
名称 型号 频率范围 分配损耗 插损 驻波比(所有端口) 功率容量 阻抗 接头 体积 90×86×22mm 3 dB ≤0.4 dB RD-52N/NP-C0
双频带功分器 RD-53N/NP-C0 800~960MHz 4.8 dB ≤0.5 dB ≤1.3 :1 15W 50Ω N-K 134×96×22mm 174×101×22mm 6 dB ≤0.6 dB RD-54N/NP-C0

频响与带宽 :
同轴衰减器通常工作于标称的宽频带内。
平均功率 :
为使器件特性不发生改变或免受永久性损坏所允许的最大连续功 率 值,衰减器的能量耗散单元具有热转换功能,高功率衰减器需要散 热片、散热 器或二者的结合使用。

峰值功率 :
为器件特性不发生改变或免受永久性损坏所允许的最大脉冲功率 系 值,对应于一定脉宽和循环周期脉冲的传输,传输功率与连续功率 的百分比为 负载数(负荷因数)。
无源器件
从工程应用的角度重点介绍 连接匹配元件 功率分配元器件 微波谐振元件 微波铁氧体器件
无源器件—连接匹配元件
简介
连接匹配元件: 终端负载 微波连接元件 阻抗匹配元件
无源器件—连接匹配元件
终端负载
终端负载:
连接在传输系统终端实现终端短路、 匹配、标准失配等功能的元件
无源器件
原理
GSM/CDMA频段合路器
GSM/CDMA 双频段合路器是为了满足移动通信实际工程而设计, 其原理是 GSM 频段和 CDMA频段两种滤波器的有效组合。采用压 缩、陷波和高Q值等先进的设计方法、数控加工及铝镀银工艺综合 而成,使其具有合分路损耗小、双频段间抑制度高、功率容量大、
温度稳定性好等特点。
名称 型号 频率范围 驻波比 分配损耗 插损 最大输入功率 阻抗 接头 体积 重量 环境温度 相对湿度
功分器
名称 型号 频率范围 分配损耗 插损 驻波比(所有端口) 隔离度 3 dB ≤0.3 dB RD-52N/NP-B0
RD-5 2 (3/4)N /NP-B0
微带功分器 RD-53N/NP-B0 800~2200MHz 4.8 dB ≤0.5 dB ≤1.2 :1 ≥20dB 6 dB ≤0.4 dB RD-54N/NP-B0
无源器件
3分贝电桥
RB-NKC1 等系列大功率电桥,也叫合路器,是用于把两个基站
的信号或两路载波信号合路馈送到天线或电缆中,每一天馈系统
都具有两个载波的信号,或是把一路载波等分成两路输出到天馈
系统中。
大功率电桥有 800~960MHz、1710~2200MHz、800~2200MHz 三 种频段,每一种频段的大功率电桥都有 N-K和D-K(7/16)型两种 接头形式。 大功率电桥具有输入隔离度高、RF损耗小、功率容量大的特点。
无源器件
滤波器是一种二端口网络,有选择频率的特性。 分类:低通、高通,带阻、带通。 技术:二项式(巴特沃斯),切比雪夫、椭圆函数
滤波器
wenku.baidu.com
主要参数: RF插入损耗
波纹 带宽 矩形系数 阻带抑制
无源器件
双工器
双工器是频分双工体制收发信系统的一种重要部件,起 着对接收机和发信机在同时工作时收发频率隔离作用,一般 由收发滤波器组成,后接一共有部件至天线。
无源器件—功率分配元器件
简介
在微波系统中,需将微波功率按一定比 例分成两路或多路,必须使用功率分配器 件。 功率分配器包括:定向耦合器、功分器、 微波分支器。
无源器件—功率分配元器件
定向耦合器
定向耦合器是一种具有定向传输特性的四端口元件,是由 耦合装置联系在一起的两对传输系统构成的。如图示:
无源器件
合路器
功率分配与合成,包括电桥和频段混合器
电桥适用于同频段信号合路
频段混合器适用于不同频段信号的合路
无源器件
3分贝电桥
微波混合电桥是一四端口网络,它的特性是其中有两个端口
相互隔离,另两个端口等功率输出,可以用作等功率分配器。
微波混合电桥的主要指标有:功率平衡度、相位平衡度、隔
离度、输入电压驻波比、工作带宽等。
微波器件 无源器件
简介
像滤波器、分配器、谐振回路等以实现信号匹配、分配、滤波等
有源器件
像微波晶体管、微波固态谐振器等以实现信号产生、放大、调制、 变频等
各种无源、有源元器件是微波系统的重要组成 部分,它们的功能是对微波信号进行必要的处 理和变换
无源器件器件
器件工作原理 关键技术参数 器件选型
重量
环境温度 相对湿度
0.2 kg
0.3 kg
-35℃ ~ +75℃ ≤95%
0.4 kg
功分器
RD-5 2 (3/4)N /NP-F1
宽频微带功分器 RD-52N/NP-F1 ≤1.2 :1 3 dB RD-53N/NP-F1 800~2400MHz ≤1.25 :1 4.8 dB 0.1dB : 800~2200MHz 0.2dB : 2200~2400MHz 200W 50Ω N-K 202×43×25mm 0.36 kg 129×89×23mm 0.39 kg -40℃ ~ +75℃ ≤95% 202×61×43mm 0.42 kg ≤1.3 :1 6 dB RD-54N/NP-F1
定向耦合器
(2) 隔离度 输入端“①”的输入功率P1与隔离端“④” 的输出功率P4之比定义为隔离度,记作I。
I=10 lg
P 1 P4
(dB)
无源器件—功率分配元器件
定向耦合器
(3) 定向度 耦合端“③”的输入功率P3与隔离端“④” 的输出功率P4之比定义为定向度,记作D。 P S D=10 lg P =20 lg S =I-C (dB)
P1
① ④ P4 P3 耦合 装置
P2


耦合装置的耦合方式有孔、分支线、耦合线等形成不同的 定向耦合器。
无源器件—功率分配元器件
定向耦合器
(1) 耦合度 输入端“①”的输入功率P1与耦合端“③” 的输出功率P3之比定义为耦合度,记作C。
C=10 lg
P 1 P3
(dB)
无源器件—功率分配元器件
定向耦合器应用
用途: 信号注入 功率流监测 测定驻波比 信号采样
无源器件—功率分配元器件
定向耦合器
主要技术参数
工作频带 插入损耗 回波损耗 耦合度 方向性 功率容量 接头类型 无源交调
无源器件
功率分配器
在微波电路中,为了将微波功率按一定比 例分成两路或多路,必须使用功率分配器。 功率分配器类型很多,有同轴线型、带状 线型或微带线型等。 功率分配器的主要指标有:功率分配比、 工作频带、输出口隔离、输入电压驻波比 等。在大功率系统中还有功率容量的要求
无源器件—连接元件
衰减器
衰减器主要用于检测系统中控制微波信号 传输能量、消耗超额能量,因而扩展信号 测量的动态范围,诸如功率计,频谱分析 仪,放大器,接收器等。
无源器件—连接元件

衰减器性能指标
衰 减 值:
标准衰减值从0分贝至 60分贝,在0至20分贝的范围内可以0.5分贝递 增,20至30分贝范围通常以1分贝递增,更大的衰减值由用户指定
无源器件—功率分配元器件
定向耦合器举例
双分支定向耦合器原理
λg/4 A Z0P ① Z1 Z2 ② B
Zt1
Zt2
λg/4

Z4 Z0P D C
Z3

无源器件—功率分配元器件
定向耦合器举例
平行耦合微带定向耦合器(反向)
Z0 ③ θ ④
Z0o· Z0e Z0 Z0

② Z0
~
U0
无源器件—功率分配元器件
无源器件
功能
频段合路器
实现GSM、CDMA频段合路输出,亦可实现频段间信号的分路输 出,工程中使两个信号分别从 GSM、CDMA 端口输入, ANT端口 输出,实现合路功能。也可将双频信号从 ANT端口输入,分别从 GSM、CDMA端口输出,实现分路功能。
无源器件
功率容限
频段合路器
被测信号与信号源在规定温度下相连接,给施加指定频率, 持续4小时时间,指标变化应小于10%。 大功率状态下工作要求器件有良好匹配与足够隔离(良好的 匹配能使信号有效地从发信机传输到天线,足够隔离使发信机互 不影响,避免互相干扰)。
无源器件 主要工作参数: 工作频带 插入损耗 分配比 隔离度 驻波比 功率容量 无源交调 接头类型
功率分配器
无源器件
功率分配器
插入损耗
是分配损耗以外的不可还原的损耗,当分配器用作合成器 时的损耗称为合成损耗,合成损 耗等于插入损耗+分配损 耗。当合成器输入信号幅度频率相位均相同时,合成损耗 中的分配损耗为0。
无源器件
功率分配器
RD-5xN/NP-B系列宽频带微带功分器,使用在800~2200MHz频
段,覆盖了CDMA、GSM、DCS、3G等频段,适用于室内分布系 统蜂窝网的功率均等分配,主要使用在中低功率场合。 RD-5xN/NP-F系列宽频带功分器,使用在800~2200MHz频段,覆 盖了 CDMA、GSM、DCS、3G 等频段,适用于室内和室外分布系 统蜂窝网的功率均等分配,可使用在大功率场合。
重量
环境温度 相对湿度
0.2 kg
0.3 kg
-35℃ ~ +75℃ ≤95%
0.4 kg
功分器
RD-52( 3/4)S/SP-C0
名称 型号 频率范围 分配损耗 插损 驻波比(所有端口) 功率容量 阻抗 接头 体积 90×86×22mm 3 dB ≤0.4 dB RD-52S/SP-C0
双频带功分器 RD-53S/SP-C0 800~960MHz 4.8 dB ≤0.5 dB ≤1.3 :1 15W 50Ω S-K 134×96×22mm 174×101×22mm 6 dB ≤0.6 dB RD-54S/SP-C0
无源器件—连接匹配元件
终端负载
匹配负载:是一种几乎能全部吸收输入功率的单端口元件。 同轴线匹配负载是由在同轴线内外导体间放置圆锥或阶梯 形吸收体构成 微带匹配负载一般用半圆形的电阻作为吸收体,具有频带 宽,功率容量大的特点。 失配负载:既能吸收一部分微波功率又反射一部分微波功 率,一般制成一定驻波的标准失配负载,主要用于测量。
3 4
13 14
无源器件—功率分配元器件
定向耦合器
(4) 输入驻波比 端口“②、③、④”都接匹配负载时的输 入端口“①”的驻波比定义为输入驻波比。
ρ=
1 S11 1 S11
无源器件—功率分配元器件
定向耦合器
工作带宽 工作带宽是指定向耦合器的上述C、I、D、 ρ等参数均满足要求时的工作频率范围。
名称 型号 频率范围 驻波比 分配损耗 插损 最大输入功率 阻抗 接头 体积 重量 环境温度 相对湿度
功分器
RD-5 2 (3/4)N /NP-F2
宽频微带功分器 RD-52N/NP-F1 ≤1.2 :1 3 dB RD-53N/NP-F1 800~2500MHz ≤1.25 :1 4.8 dB 0.1dB : 800~2200MHz 0.2dB : 2200~2500MHz 200W 50Ω N-K 202×43×25mm 0.36 kg 129×89×23mm 0.39 kg -40℃ ~ +75℃ ≤95% 202×61×43mm 0.42 kg ≤1.3 :1 6 dB RD-54N/NP-F1

无源器件器件
器件工作原理
无源器件器件 传输线分类 : 1、微带线
器件工作原理
无源器件器件 2带状线
器件工作原理
无源器件器件 3、同轴线
器件工作原理
无源器件
关键技术参数
工作带宽 插入损耗 回波损耗 带外抑制 无源交调 功率容限

微波器件
分类
微波元器件按性质分为三类:


短路负载:实现微波系统短路的器件。
无源器件—连接匹配元件
终端负载
性能指标:
工作带宽 回波损耗 无源交调 功率容限 接头类型

无源器件—连接元件
衰减器是二端口互易元件
衰减器
衰减器最常用的是吸收式衰减器 工程中通常使用的是同轴型衰减器 由“π”型或“T”衰减网络组成。 同轴衰减器通常有固定及可变衰减两种。
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