微波技术与天线——电磁波导行与辐射工程(第二版)[殷际杰][电子教案]第四章课件
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4 －3
因此我们研究微波元件的工作原理往往采用定性分析方法， 元件作用的外特性则采用网络分析与综合的方法来分析研究。
4 －4
4-2 连接元件、分支元件R、L、C元件 ①连接元件 不同型式的微波传输线连接，实质上是完成模式转换
TE11
TE10
4 －5
从以上不同种类传输线连接，即不同传输模的转换中可以看 出，要转换成哪一种模式就必须激励出与该模式相似的场结构。 这种与该模式相似的场结构则是该模式与高次模的混合，由波导 的自滤性，这些伴生的高次模因不满足存在条件而距激励点不远 即行消逝。再就是不同种类传输线连接，因其形状、尺寸（即边 界）的突变而必然引起反射，而采用横截面渐变过渡的结构则可 大大减小因连接而造成的对导行波的反射。
端口①输入波行进至小孔a处，耦合至副波导中的波以 C + 表 示向端口③传输的部分，以 C − 表示向端口④传输的部分， C为耦 合系数。输入波行进至小孔b处依然向副波导耦合，分为向端口③ 的 C + 和向端口④的 C − 两部分。假定输入波经过小孔a, b后幅值 不变（弱耦合）。 在副波导中向端口③传输的耦合波，由小孔a和b两部分耦合 波组成，它们到达 BB ′ 参考面的延迟量相同，向端口③传输的耦 合波为
A3 = C + e − jβl + C + e − jβl = 2C + e − jβl
副波导中向端口④传输的波在 AA′ 参考面处，由a和b两个小孔耦 耦合波叠加为
A4 = C − + C − e − j2 βl = 2C − cos βle − jβl
4－16
此种双孔定向耦合器，通常取 l = λ p ，则
4 －9
截止波导（过极限波导）衰减器，它是利用处于截止状态的 波导(λ>λc)，场量沿传输方向呈指数率衰减特性来实现的。其实 质是它对信号能量的反射。如图中圆波导处于截止(λ>3.41R),场 量随l长成指数衰减规律，改变l长即可实现可变衰减的输出。
4－10
微波系统中的电抗元件，其构成原理都是利用微波传输线的 结构、形状及尺寸的不连续性来实现的。电抗元件包括能够集中 和储存磁场能量的电感性元件，以及能够集中和储存电场能量的 电容性元件。以下选择其中典型和常用的元件介绍。
4－17
为了展宽定向耦合器的工作频带宽度，可采用多孔耦合方式。 多孔耦合可展宽频带的基本道理是：多个耦合小孔将会在副波导 中激励出多个向隔离端传输的有不同相位差的波，它们可在多个 频率上叠加抵消（这里所说的抵消只能说是减弱，而一般不可能 为零），这样隔离端的输出功率P4虽然不为零，但可在一较宽的 频率范围内为很小值，从而实现带宽展宽。 定向耦合器的技术指标主要有：耦合度、隔离度和定向性。 定义耦合度C为输入端口①的输入功率 P1与耦合端口③的输出 功率 P3 之比的分贝数，即
P3 D = 10 lg (dB) P4 理想情况时 P4 = 0 ，即 D = ∞ 。定向性也是一个表示定向耦合器完 善程度的指标，实际应用中常对定向性给出一个最小值 Dmin ，即
D不得小于此 Dmin 。
4－19
4-4 阻抗变换与调配器 在微波系统特别是传输系统中，消除或降低反射波的问题一 直是微波技术（当然也包括其他各频段的传输系统）中的重要 技术课题。 消除或减小反射波的基本思路，是在传输线的适当位置上加 入调配元件或网络，以它们产生的新的反射波去抵消传输线上原 有的反射波，从而实现匹配。其基本方法有两种：一是阻抗变换， 这种方法的实质是运用补偿原理，即造成一个或多个新的反射点， 使这些反射点产生的反射波与传输线上原有的反射波叠加相消。 另一种是阻抗调配，这种方法的原理就是在传输线上找到输入阻 抗电阻部分与传输线波阻抗相等的位置，接入可调电抗性元件以 抵消该点输入阻抗的电抗，从而达到匹配。这种方法利用阻抗圆 图（或导纳圆图）实现起来较为简便。
4－25
~ ~ ~ Y1（因为 B1 值未确定，Y1 值也暂时未 T1参考面左边的输入导纳
~ ~ Y2′ 变换为 Y2′ ，这在圆图上应是沿等反射系数模的圆顺时针移动。 ~ ~ ~ 的位置应在圆图上的 G = 1 的圆上，这样 Y2′ 加上适当的 B2 后（在 ~ ~ ~ ~ G = 1 的圆上移动至复平面原点）才能达到匹配，即 Y2′ + jB2 = Y2 = 1。 λp ~ ~ 由于T1和T2两参考面距离 l = ，即圆图上由 Y1 到 Y2′ 是沿等反 8 4π λ p π ~ ~ ⋅ = 角度后，使 Y2′ 在 G = 1 圆上。因 射系数模圆顺时针移动 λp 8 2
π ~ 此我们可以作一辅助圆，即把 G = 1 圆以原点为轴心逆时针转过 2 ~ ~ ~ 角度，那么 Y1 应在此辅助圆上。这样我们对 Y1′ 加上 B1 ，使之到 ~ 达辅助圆并相交即可以了，这相当于圆图上由a点沿其所在 G 圆
定），经过长为l的传输线到达第二个分支线中心参考面T2的右边，
4－11
波导或同轴线其终端短截则呈全反射状态，由传输线理论可 知，其入端阻抗为纯电抗。若短截面位置可调（活塞），入端即 为可变电抗。
4－12
4-3 定向耦合器 定向耦合器又称方向耦合器，它的作用是通过小孔耦合、 分支耦合及平行线耦合等耦合方式，把主传输线中一部分信号取 出，用于微波系统的监测、信号功率的分配或合成等等。定向耦 合器在微波技术中有着广泛的应用。 定向耦合器的基本结构，就是由主传输线、副传输线及两 者之间的耦合环节所构成。图为典型的几种定向耦合器结构示意 图。 图中依序为波导窄壁孔耦合定向耦合器、正交波导宽壁十 字孔耦合定向耦合器、耦合带状线定向耦合器及微带线分支定向 耦合器。
Yin (d * ) = 1 + jB* ，那么在该位置处串入电抗 − jX * 或并入电纳 − jB* ， Z0
把 Z in (d * ) 或 Yin ( d * ) 的电抗或电纳抵消，则该位置处的阻抗（或导
1 纳）便与传输线的波阻抗 Z 0 （或波导纳 Y0 = ）相等，从而实 Z0
4－22
现了匹配。但是由于微波波段所用传输线——波导和同轴线的封 闭结构，难于实现这种方式的匹配，一是所确定的调配位置 d * 难于调整，二是当负载变更后便要确定新的调配位置 d * ，这对于 微波传输线尤其是金属波导也是不可行的。于是便构制成专用的 调配元件——分支调配器（多用于同轴线）和螺钉调配器（用于 波导传输线）。把它们接入传输线系统（要保证与所接入传输线 具有相同的口径尺寸，即有相同的波阻抗），它们可在一处或多 处确定的位置提供可调电纳，用它们引入的反射与原传输线因不 匹配而造成的反射相抵消。其不同之处是分支线（可调短路线） 即可提供容性电纳又可提供感性电纳，而螺钉只能提供容性电纳。
4
A4 = 0
，隔离度I及
定向性D均为理想值 ∞ 。利用波长关系不难作出物理解释：耦合 端的输出是两小孔耦合波的同相叠加，而隔离端则是两小孔耦合 波的反相叠加而抵消。这种利用波长关系的定向耦合器的工作频
λp
带是较窄的，因为两小孔间距l偏离 时，隔离端来自两小孔的 4 耦合波不再是反相位叠加，隔离端会有输出。 在实际使用中，定向耦合器的隔离端口④都要接有匹配负载， 用以吸收传输来的（泄漏）信号功率，以免产生反射而影响其他 端口的信号功率分配，而破坏定向耦合器的工作性能。
4－13
4－14
定向耦合器多利用波程关系实现，我们以波导窄壁双孔定向 耦合器为例来分析。如图所示，主、副矩形截面波导窄壁面为公 共壁，在公共壁上开两个形状、尺寸相同，间距为l的小孔。信号 由主波导端口①即定向耦合器的输入端输入，并令波幅值为1。
输入波行进至耦合孔a, b时，电磁能通过小孔耦合至副波导。 电磁能通过小孔耦合、激励的问题，要用小孔绕射理论来分析， 这是微波经典理论中的重要内容之一。这样我们姑且用一耦合系 数来表示小孔的耦合强度。 4－15
图分别为同轴线双分支调配器的结构示意图，及其接入系统的 等效电路图。
4－23
4－24
ห้องสมุดไป่ตู้
以同轴线双分支调配器为例，借助导纳圆图来说明其调配原理及 调配过程。 如图所示，负载导纳YL与同轴传输线不匹配，即归一化负载
~ YL 导纳 YL = ≠ 1 。在负载与同轴线间接入双分支调配器，两个分 Y0 ~ ~ 支短路线提供的并联可调电纳归一化值分别以 B1 和 B2 表示。两
4－20
1/阻抗变换器 微波段，由于波导和同轴线的封闭性，微带线的后验成形 性，阻抗变换器和调配器必需作成结构固定的专用元件。 阻抗变换器，可由一节或多节不同波阻抗（尺寸不同）的波 导或同轴线构造，适合于信号功率大的场合；也可由微带线作成， 适合于小功率场合。
导带
Z 01
Z0
Z 02
介质基片
λp
4
λp
4
λp
4
4－21
为了展宽阻抗变换器的工作频带，应用补偿原理可以在需要 匹配的主传输线与其负载间设置多个反射面，这些参考面上的反 射波经过不同波程引入相位滞后，这些局部反射波合成时有可能 在多个频率上抵消，使主传输线与阻抗变换器接口参考面上的总 电压反射系数在多个频率点上为零或较小值，从而实现宽带匹配。 其具体实现就是多节（多阶梯）阻抗变换器 多节（ 多节 多阶梯）阻抗变换器。 2/调配器 阻抗调配其关键就是在传输线上找到一个特殊的位置，在这个 位置处向负载看去的输入阻抗 Z in (d * ) = Z 0 + jX * ，或输入导纳
λp
8
λp
4
分支线分支点距离一般取
和
，本例中取 l =
λp
8
。
下面参考等效电路和导纳圆图来说明双分支调配器的调配过程。 ~ 负载 YL 经过一段传输线（即双分支调配器的一个端口段），转换 ~ 为调配器第一个分支线中心位置参考面T1右边的输入导纳 Y1′ ，对 ~ ~ ~ ′ 加上适当的 B1 后等于 Y1 ，这对应于导纳圆 应圆图上的位置a。Y1 图上a点沿其所在电导圆，向增加容性电纳（减小感性电纳）方向 ~ 移动。B1 值应为多少为好？我们可以向前推测。
第四章 微波元件及微波网络理论概要
4-1 微波段电路元件的功能、构成原理及研究方法
[用于本章概述 ]
4-2 连接元件、分支元件及R、L、C元件
[用于4.1 ～ 4.3 ]
4-3 定向耦合器
[用于4.4 ]
4-4 阻抗变换器与调配器
[用于4.5]
4 －1
4-5 谐振腔
[用于4.6.1]
4-6 微波铁氧体元件简介
[用于4.7]
4-7 微波网络理论概述
[用于4.8 ～ 4.11]
4 －2
4-1 微波段电路元件的功能、构成及研究方法 一个微波段信息传输系统，除了传输线还需要有具有各 种功能的元件和器件共同组成。 微波元件泛指能够控制导行电磁波模式、极化、幅值、频率、 相位、去向等的无源装置。以往集总电路元件概念及构成方法已 不能用于微波波段。 微波元件的各种功能（对导行电磁波的控制作用），是通过 装置的边界（形状和尺寸）、填充媒质的变化—不均匀或不连续 来实现的。即构成微波元件的基础是微波传输线（主要是金属波 导和微带线），因此微波元件又统称为不规则波导。 分析微波元件的工作原理及确定其参数，严格的数学解对于 绝大多数情况几乎是不可能的，因为微波元件复杂和不规则的边 界情况，完整准确地求解电磁场方程将遇到极大的困难。
C = 10 lg P1 P3 (dB)
4－18
定义隔离度I为输入端口①的输入功率 P1 与隔离端口④的输出 （泄漏）功率 P4 之比的分贝数，即
P1 I = 10 lg P4 (dB)
在理想情况下，隔离端口④应无信号功率输出，即 P4 = 0 ， 但实际上隔离端口④总有一些泄漏功率输出。因此隔离度I表示定 向耦合器的完善程度。 定义定向性（或方向系数）D为定向耦合器的耦合端口③的 输出功率 P3 与隔离端口④ 的输出功率 P4 之比的分贝数，即
4 －6
②波导分支 对于普通双线传输线，把一路信号分送两路或多路，即在主 传输线上向外串接或并接引出信号是非常容易的事。但是对于微 波段的传输线，尤其是金属波导，分支不仅遇到结构上的问题， 而且还会带来电性能上的一些特性。
4 －7
Z0
Z0
4 －8
③波导R、L、C元件 R、L、C元件则要求其具有消耗、反射或集中电磁场能量的 作用。 下图是以吸收信号功率而制成的微波电阻性元件
因此我们研究微波元件的工作原理往往采用定性分析方法， 元件作用的外特性则采用网络分析与综合的方法来分析研究。
4 －4
4-2 连接元件、分支元件R、L、C元件 ①连接元件 不同型式的微波传输线连接，实质上是完成模式转换
TE11
TE10
4 －5
从以上不同种类传输线连接，即不同传输模的转换中可以看 出，要转换成哪一种模式就必须激励出与该模式相似的场结构。 这种与该模式相似的场结构则是该模式与高次模的混合，由波导 的自滤性，这些伴生的高次模因不满足存在条件而距激励点不远 即行消逝。再就是不同种类传输线连接，因其形状、尺寸（即边 界）的突变而必然引起反射，而采用横截面渐变过渡的结构则可 大大减小因连接而造成的对导行波的反射。
端口①输入波行进至小孔a处，耦合至副波导中的波以 C + 表 示向端口③传输的部分，以 C − 表示向端口④传输的部分， C为耦 合系数。输入波行进至小孔b处依然向副波导耦合，分为向端口③ 的 C + 和向端口④的 C − 两部分。假定输入波经过小孔a, b后幅值 不变（弱耦合）。 在副波导中向端口③传输的耦合波，由小孔a和b两部分耦合 波组成，它们到达 BB ′ 参考面的延迟量相同，向端口③传输的耦 合波为
A3 = C + e − jβl + C + e − jβl = 2C + e − jβl
副波导中向端口④传输的波在 AA′ 参考面处，由a和b两个小孔耦 耦合波叠加为
A4 = C − + C − e − j2 βl = 2C − cos βle − jβl
4－16
此种双孔定向耦合器，通常取 l = λ p ，则
4 －9
截止波导（过极限波导）衰减器，它是利用处于截止状态的 波导(λ>λc)，场量沿传输方向呈指数率衰减特性来实现的。其实 质是它对信号能量的反射。如图中圆波导处于截止(λ>3.41R),场 量随l长成指数衰减规律，改变l长即可实现可变衰减的输出。
4－10
微波系统中的电抗元件，其构成原理都是利用微波传输线的 结构、形状及尺寸的不连续性来实现的。电抗元件包括能够集中 和储存磁场能量的电感性元件，以及能够集中和储存电场能量的 电容性元件。以下选择其中典型和常用的元件介绍。
4－17
为了展宽定向耦合器的工作频带宽度，可采用多孔耦合方式。 多孔耦合可展宽频带的基本道理是：多个耦合小孔将会在副波导 中激励出多个向隔离端传输的有不同相位差的波，它们可在多个 频率上叠加抵消（这里所说的抵消只能说是减弱，而一般不可能 为零），这样隔离端的输出功率P4虽然不为零，但可在一较宽的 频率范围内为很小值，从而实现带宽展宽。 定向耦合器的技术指标主要有：耦合度、隔离度和定向性。 定义耦合度C为输入端口①的输入功率 P1与耦合端口③的输出 功率 P3 之比的分贝数，即
P3 D = 10 lg (dB) P4 理想情况时 P4 = 0 ，即 D = ∞ 。定向性也是一个表示定向耦合器完 善程度的指标，实际应用中常对定向性给出一个最小值 Dmin ，即
D不得小于此 Dmin 。
4－19
4-4 阻抗变换与调配器 在微波系统特别是传输系统中，消除或降低反射波的问题一 直是微波技术（当然也包括其他各频段的传输系统）中的重要 技术课题。 消除或减小反射波的基本思路，是在传输线的适当位置上加 入调配元件或网络，以它们产生的新的反射波去抵消传输线上原 有的反射波，从而实现匹配。其基本方法有两种：一是阻抗变换， 这种方法的实质是运用补偿原理，即造成一个或多个新的反射点， 使这些反射点产生的反射波与传输线上原有的反射波叠加相消。 另一种是阻抗调配，这种方法的原理就是在传输线上找到输入阻 抗电阻部分与传输线波阻抗相等的位置，接入可调电抗性元件以 抵消该点输入阻抗的电抗，从而达到匹配。这种方法利用阻抗圆 图（或导纳圆图）实现起来较为简便。
4－25
~ ~ ~ Y1（因为 B1 值未确定，Y1 值也暂时未 T1参考面左边的输入导纳
~ ~ Y2′ 变换为 Y2′ ，这在圆图上应是沿等反射系数模的圆顺时针移动。 ~ ~ ~ 的位置应在圆图上的 G = 1 的圆上，这样 Y2′ 加上适当的 B2 后（在 ~ ~ ~ ~ G = 1 的圆上移动至复平面原点）才能达到匹配，即 Y2′ + jB2 = Y2 = 1。 λp ~ ~ 由于T1和T2两参考面距离 l = ，即圆图上由 Y1 到 Y2′ 是沿等反 8 4π λ p π ~ ~ ⋅ = 角度后，使 Y2′ 在 G = 1 圆上。因 射系数模圆顺时针移动 λp 8 2
π ~ 此我们可以作一辅助圆，即把 G = 1 圆以原点为轴心逆时针转过 2 ~ ~ ~ 角度，那么 Y1 应在此辅助圆上。这样我们对 Y1′ 加上 B1 ，使之到 ~ 达辅助圆并相交即可以了，这相当于圆图上由a点沿其所在 G 圆
定），经过长为l的传输线到达第二个分支线中心参考面T2的右边，
4－11
波导或同轴线其终端短截则呈全反射状态，由传输线理论可 知，其入端阻抗为纯电抗。若短截面位置可调（活塞），入端即 为可变电抗。
4－12
4-3 定向耦合器 定向耦合器又称方向耦合器，它的作用是通过小孔耦合、 分支耦合及平行线耦合等耦合方式，把主传输线中一部分信号取 出，用于微波系统的监测、信号功率的分配或合成等等。定向耦 合器在微波技术中有着广泛的应用。 定向耦合器的基本结构，就是由主传输线、副传输线及两 者之间的耦合环节所构成。图为典型的几种定向耦合器结构示意 图。 图中依序为波导窄壁孔耦合定向耦合器、正交波导宽壁十 字孔耦合定向耦合器、耦合带状线定向耦合器及微带线分支定向 耦合器。
Yin (d * ) = 1 + jB* ，那么在该位置处串入电抗 − jX * 或并入电纳 − jB* ， Z0
把 Z in (d * ) 或 Yin ( d * ) 的电抗或电纳抵消，则该位置处的阻抗（或导
1 纳）便与传输线的波阻抗 Z 0 （或波导纳 Y0 = ）相等，从而实 Z0
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现了匹配。但是由于微波波段所用传输线——波导和同轴线的封 闭结构，难于实现这种方式的匹配，一是所确定的调配位置 d * 难于调整，二是当负载变更后便要确定新的调配位置 d * ，这对于 微波传输线尤其是金属波导也是不可行的。于是便构制成专用的 调配元件——分支调配器（多用于同轴线）和螺钉调配器（用于 波导传输线）。把它们接入传输线系统（要保证与所接入传输线 具有相同的口径尺寸，即有相同的波阻抗），它们可在一处或多 处确定的位置提供可调电纳，用它们引入的反射与原传输线因不 匹配而造成的反射相抵消。其不同之处是分支线（可调短路线） 即可提供容性电纳又可提供感性电纳，而螺钉只能提供容性电纳。
4
A4 = 0
，隔离度I及
定向性D均为理想值 ∞ 。利用波长关系不难作出物理解释：耦合 端的输出是两小孔耦合波的同相叠加，而隔离端则是两小孔耦合 波的反相叠加而抵消。这种利用波长关系的定向耦合器的工作频
λp
带是较窄的，因为两小孔间距l偏离 时，隔离端来自两小孔的 4 耦合波不再是反相位叠加，隔离端会有输出。 在实际使用中，定向耦合器的隔离端口④都要接有匹配负载， 用以吸收传输来的（泄漏）信号功率，以免产生反射而影响其他 端口的信号功率分配，而破坏定向耦合器的工作性能。
4－13
4－14
定向耦合器多利用波程关系实现，我们以波导窄壁双孔定向 耦合器为例来分析。如图所示，主、副矩形截面波导窄壁面为公 共壁，在公共壁上开两个形状、尺寸相同，间距为l的小孔。信号 由主波导端口①即定向耦合器的输入端输入，并令波幅值为1。
输入波行进至耦合孔a, b时，电磁能通过小孔耦合至副波导。 电磁能通过小孔耦合、激励的问题，要用小孔绕射理论来分析， 这是微波经典理论中的重要内容之一。这样我们姑且用一耦合系 数来表示小孔的耦合强度。 4－15
图分别为同轴线双分支调配器的结构示意图，及其接入系统的 等效电路图。
4－23
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ห้องสมุดไป่ตู้
以同轴线双分支调配器为例，借助导纳圆图来说明其调配原理及 调配过程。 如图所示，负载导纳YL与同轴传输线不匹配，即归一化负载
~ YL 导纳 YL = ≠ 1 。在负载与同轴线间接入双分支调配器，两个分 Y0 ~ ~ 支短路线提供的并联可调电纳归一化值分别以 B1 和 B2 表示。两
4－20
1/阻抗变换器 微波段，由于波导和同轴线的封闭性，微带线的后验成形 性，阻抗变换器和调配器必需作成结构固定的专用元件。 阻抗变换器，可由一节或多节不同波阻抗（尺寸不同）的波 导或同轴线构造，适合于信号功率大的场合；也可由微带线作成， 适合于小功率场合。
导带
Z 01
Z0
Z 02
介质基片
λp
4
λp
4
λp
4
4－21
为了展宽阻抗变换器的工作频带，应用补偿原理可以在需要 匹配的主传输线与其负载间设置多个反射面，这些参考面上的反 射波经过不同波程引入相位滞后，这些局部反射波合成时有可能 在多个频率上抵消，使主传输线与阻抗变换器接口参考面上的总 电压反射系数在多个频率点上为零或较小值，从而实现宽带匹配。 其具体实现就是多节（多阶梯）阻抗变换器 多节（ 多节 多阶梯）阻抗变换器。 2/调配器 阻抗调配其关键就是在传输线上找到一个特殊的位置，在这个 位置处向负载看去的输入阻抗 Z in (d * ) = Z 0 + jX * ，或输入导纳
λp
8
λp
4
分支线分支点距离一般取
和
，本例中取 l =
λp
8
。
下面参考等效电路和导纳圆图来说明双分支调配器的调配过程。 ~ 负载 YL 经过一段传输线（即双分支调配器的一个端口段），转换 ~ 为调配器第一个分支线中心位置参考面T1右边的输入导纳 Y1′ ，对 ~ ~ ~ ′ 加上适当的 B1 后等于 Y1 ，这对应于导纳圆 应圆图上的位置a。Y1 图上a点沿其所在电导圆，向增加容性电纳（减小感性电纳）方向 ~ 移动。B1 值应为多少为好？我们可以向前推测。
第四章 微波元件及微波网络理论概要
4-1 微波段电路元件的功能、构成原理及研究方法
[用于本章概述 ]
4-2 连接元件、分支元件及R、L、C元件
[用于4.1 ～ 4.3 ]
4-3 定向耦合器
[用于4.4 ]
4-4 阻抗变换器与调配器
[用于4.5]
4 －1
4-5 谐振腔
[用于4.6.1]
4-6 微波铁氧体元件简介
[用于4.7]
4-7 微波网络理论概述
[用于4.8 ～ 4.11]
4 －2
4-1 微波段电路元件的功能、构成及研究方法 一个微波段信息传输系统，除了传输线还需要有具有各 种功能的元件和器件共同组成。 微波元件泛指能够控制导行电磁波模式、极化、幅值、频率、 相位、去向等的无源装置。以往集总电路元件概念及构成方法已 不能用于微波波段。 微波元件的各种功能（对导行电磁波的控制作用），是通过 装置的边界（形状和尺寸）、填充媒质的变化—不均匀或不连续 来实现的。即构成微波元件的基础是微波传输线（主要是金属波 导和微带线），因此微波元件又统称为不规则波导。 分析微波元件的工作原理及确定其参数，严格的数学解对于 绝大多数情况几乎是不可能的，因为微波元件复杂和不规则的边 界情况，完整准确地求解电磁场方程将遇到极大的困难。
C = 10 lg P1 P3 (dB)
4－18
定义隔离度I为输入端口①的输入功率 P1 与隔离端口④的输出 （泄漏）功率 P4 之比的分贝数，即
P1 I = 10 lg P4 (dB)
在理想情况下，隔离端口④应无信号功率输出，即 P4 = 0 ， 但实际上隔离端口④总有一些泄漏功率输出。因此隔离度I表示定 向耦合器的完善程度。 定义定向性（或方向系数）D为定向耦合器的耦合端口③的 输出功率 P3 与隔离端口④ 的输出功率 P4 之比的分贝数，即
4 －6
②波导分支 对于普通双线传输线，把一路信号分送两路或多路，即在主 传输线上向外串接或并接引出信号是非常容易的事。但是对于微 波段的传输线，尤其是金属波导，分支不仅遇到结构上的问题， 而且还会带来电性能上的一些特性。
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Z0
Z0
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③波导R、L、C元件 R、L、C元件则要求其具有消耗、反射或集中电磁场能量的 作用。 下图是以吸收信号功率而制成的微波电阻性元件