微波技术课件第四章

（2）必须针对确定的参考面。只有参考面确定，对应 的网络参量才能确定。
（3）端口的电压、电流宜用归一化值。
Ui
Ui Z 0i
Ii Ii Z0i
进波：
U
i
I
i
归一化进波：U
i
I
i
Ui Ii
ai
出波：
U
i
I
i
归一化出波：U
i
I
i
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Ui Ii 电压：b i
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4.1.1 概述
I2 U20
电流转移系数。
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4.1.2 二口网络的网络参量
例4-1-1：串联阻抗单元电 I1
Z
I2
路如图所示，推导该单元电 路的A矩阵。
U1
U2
解：端口2开路时 U1 U2 I2 0
T1
T2
图4-1-2 串联阻抗单元电路
a U1 1 U 2 I20
c I1
0
U 2 I2 0
端口2短路时 U1 ZI1 I1 I2
b U1
Z
I2 U2 0
d I1
1
I 2 U2 0
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4.1.2 二口网络的网络参量
（3）转移参量的性质
若网络对称，有 a=d。 若网络互易，由ad-bc=1。 若网络无耗，有a、d为实数，b、c为纯虚数。
（4）转移参量的传递性
U1
I1
A1
U2 I2
U2 I2
[Z]
[Y]
[S]
I2 a2 b2 U2 Z02
A
a c
b
d
（1）归一化转移参量
T1
T2
图4-1-1 二口网络及端口的电压、电流
U1 AU2 BI2 I1 CU2 DI2
ACA
B D
a c
Z02 Z01
Z01Z02
b
Z01Z02
d
Z01
Z02
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4.1.2 二口网络的网络参量
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4.1.2 二口网络的网络参量
– 性质
若网络对称，有 S11S22 若网络互易，有 S12S21 若网络无耗，有 STS* I
S 11 2 S 21 2
S
11
S
* 12
S
21
S
* 22
S 12
S
* 11
S
22
S
* 21
1
0 0
S 12 2 S 22 2 1
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T1
T2
A
1 Z
0
1
1 0
Y
1
n 0
0
1 n
cos jZ0 sin
j
1 Z0
sin
cos
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A
Z 02 Z 01
0
Z
Z 01 Z 02
Z 01
Z 02
Y 01 Y 02
Y Y 01 Y 02
0
Y 02 Y 01
n
Z 02 Z 01
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4.1.2 二口网络的网络参量
3. 阻抗参量（Z参量）和导纳参量（Y参量）
UU12
Z11I1 Z12I2 Z21I1 Z22I2
Z
Z11 Z21
Z12
Z22
II12
Y11U1 Y12U2 Y21U1 Y22U2
Y
Y11 Y21
Y12
Y22
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4.1.2 二口网络的网络参量
A2
U3 I3
I1 U1
I2 -I2
I3
A1
U2
A2
U3
U I11AUI33A1A2UI33
T1
T2
T3
图4-1-3 二口网络的级联
AA1A2
AA1A2An
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4.1.2 二口网络的网络参量
2. 散射参量（S参量）
–
定义：bb12
S11a1 S12a2 S21a1 S22a2
– 物理意义：
Pi 12Ui Ii *
Ui Ii bi
P i1 2U iU i*1 2IiIi1 2a ia i*
P i1 2U iU i*1 2IiIi*1 2b ib i*
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4.1.2 二口网络的网络参量
1. 转移参量（A参量）
U I11caUU22dbII22
b1 a1 I1 Z01 U1
S
S11 S21
S12 Fra Baidu bibliotek
S22
S11
b1 a1
a2 0
——表示端口2接匹配负载时，端口1处的反射系数。
S 22
b2 a2
a1 0
——表示端口1接匹配负载时，端口2处的反射系数。
S12
b1 a2
a1 0
——表示端口1接匹配负载时，端口2至端口1的 电压传输系数。
S 21
b2 a1
a2 0
——表示端口2接匹配负载时，端口1至端口2的 电压传输系数 。
（2）转移参量的物理意义
a U 1 ——表示端口2开路时，端口2至端口1的
U 2 I20
电压转移系数
b U 1 ——表示端口2短路时，端口2至端口1的转移阻抗。
I 2 U20
c I1
——表示端口2开路时，端口2至端口1的转移导纳。
U 2 I20
d I1
——表示端口2短路时，端口2至端口1的
2. 微波网络的特点 表4-1-2 分析微波网络时的一些基本关系式
序号 1 2
非归一化形式
Ui UiUi
Ii Ii Ii
归一化形式
Ui UiUiU Zi0i
Ui Z0i
IiIiIiIi Z 0 iIi Z 0 i
3
Z0i Ui Ii
Ui Ii ai
4
Z0i Ui Ii
5
Pi 12Ui Ii *
6
法处理，称之为微波网络方法 。
• 分类：
分类方法
类型
按端口数量分 一口网络、二口网络、多口网络
按几何对称性分 按物理对称性分 按功率损耗分 按变换类型分
对称网络、非对称网络 互易网络、非互易网络
无耗网络、有耗网络 线性网络、非线性网络
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4.1.1 概述
2. 微波网络的特点
（1）必须针对确定的模式。
4. 网络参量之间的变换
（1）Z参量与A参量的关系
Z ZZ1211
a
Z12 Z22
1c
c
adbc
c d
c
（2）Y参量与A参量的关系
d adbc
Y YY1211 YY1222b1
b a
b
b
（3）S参量与归一化A参量的关系
S 11 S 12 S 21 S 22
A D B C
ABC D
第4章 无源微波器件
4.1 微波网络基础 4.2 匹配元件和连接元件
4.3 分路元件 4.4 定向耦合器 4.5 三分贝电桥 4.6 微波衰减器和滤波器 4.7 微波铁氧体器件
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4.1 微波网络基础
4.1.1 概述
1. 微波网络的概念与分类
• 概念：为避开微波器件的内部场结构，将其视为具 有几个端口的微波网络，再用类似于低频网络的方
2 AD BC
ABC D 2
AB
D A
C
B
D
C
A B C D
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4.1.3 二口网络参量的应用
1. 基本单元电路的A参量
名称 串联 阻抗
并联 导纳
理想 变压器
传输 线段
等效电路
Z
Z01
Z02
T1
T2
Y01 Y
Y02
T1
T2
n:1
Z01
Z02
T1
T2
θ
Z01 Z0 Z02