波导定向耦合器ppt课件

（3）输入驻波比p 它定义在各端口匹配条件下，输入端口1的驻波比p为输入驻波比，见图22-3所 示。显然有
实际上，由于 0 ，所以严格说来（ 22一9）式中的是端口4接了 L 4 网络的 ，它与原四端口网络 S 参数的关系已由附录4-1给出 S 11
'2 '2 C D L 4 s 11 1 L 4
波导定向耦合器
定向耦合器的基本参数有三个：分贝耦合度C,定向性D和输入驻波比p。这三个参 数都有一定的频带指标。 （1）分贝耦合度C 定义在各端口匹配情况下，端口1的输入功率P1和端口3的耦合功率P3之比再取 101og 即 P a 1
1 1 C 10 log 20 log 20 log dB P a s 3 2 31
（
1 max
2 min
显然这时所测的，定向性Dp也有一个范围，即
(
3) 输入驻波比的测量 输入驻波比 ，采用下图测试系统。当
很小时，也可采用滑动负载法

三， 实验线路和仪器
四、实验步骤 本实验主要测定定向耦合器三个参数：分贝耦合度 C，实际器件定向性Dp和 输入驻波比。 1. 连接好微波系统，调谐探针，调配信号源 g ，测定电源工作频率f。 2．调配功率计，使等效 L 尽量小。 3，按图22一4系统测定分贝耦合度C。 C＝ A 1 A 2 4．按图22一5的系统测定实际器件的定向性Dp。根据|Dp|和| kL | 大小判别进 ' 行计算。在我们的情况下按
第三种，称为实际器件的定向性.D P 它定义为在定向耦合器端口4接有 L 4 情况下，器件对外显示为三端口网络。这 与 S32模之比，再取201og，即 个三端口网络的S31
s31 D log ( dB ) P 20 s32
需要特别注意的（22一4）式不计（22一3）式尽管形式相同，但含义却是根本 不同的。（22一4）式的参数是有耗三端口网络的散射参数，而（22一3）式则 是无耗四端口网络的散射参数。 导出了Dp的关系为：
1 D 20 log ' P D K L 4
' D M 20
式中
D 10
如果网络的端口1和端口2互相对称；端口3和端口4互相对称，则存在对称算子 F
0 1 F 0 0
可知
1 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
根据对称算子【F】的性质，有
C 10
'
c 20
2）实际器件定向性Dp的测量 图22-5表示实际器件定向性的测试系统。与分贝耦合度不同，这里主波导终端 所接的是滑动匹配负载。在正向运用时，滑动匹配负载对P0毫无影响；而在反向 运用时，滑运匹配负载的不同位置，对P0影响很大，为了保持P0不变，即衰减器 可能在某一范围内变化，从 A 变化到 A 。
请注意这里定义的分贝耦合度大于 odB,数字愈大则意味着耦合愈松，即进入 端口3的功率愈少。实用中，最紧的耦合为3dB，否则只需要将主波导输出臂作耦 合臂即可。 （2）定向性D 在一般文献中，对定向性的定义论述得不够严谨、深入。本讲义将提出三 种不同的定向往定义，供实用时参考。 第一种，称为理论定向性定义Dr 它定义为在各端口均接匹配负载时，端口1输入功率情况下，端口3的耦合功 率P3与端口4的耦合功率P4之比，再取101og。即
P b s 3 3 31 Dr 10 log 20 log 20 log ( dB ) P b s 4 4 41
在理想定向耦合器中，定向性应为无穷大。我们注意到对于实际的定向耦合器， 由于端日4接有负载，因此（22一2）式定义的定向性往往无法加以实测。为了解 决这一矛盾，我们引出另一种定向性定义。 第二种，称为测量定向性定义Dm 它定义为：在各端口匹配情况下，端口1输入时，端口3的耦合功率 P 31 和端口2 输入时端口3的耦合功率 P 32 之比，再取10log, 即
D p k L
5．按图22－8系统测定输入驻波比
。
ห้องสมุดไป่ตู้
P s 31 31 D 10 log 20 log dB M P s 32 32
具体参见图22-2。很显然，测量定向性Dm定义是在端口4所接负载 L 4 ＝0，即全 匹配情况下取得的.
大家知道，实际上任何定向耦合器不管其做得如何理想，其端口4的负载 L 4 不可 能为零。所以又引出另一种定向性定义。
S F F S
s s s 23 41 32
在这一条件下,（22一2）式和（22一0）式完全相等。也就是说：在对称定向耦合 器条件下，理论定向性Dr和测量定向性Dm相等。 至于Dm和Dp的关系则更为明显：在端口4所接负载 L 4＝0的条件下Dm和Dr相 同。很自然还能进一步推论：若对称定向耦合器在端口4所接负载 L 4 ＝0，则理 论定向性Dr和实际器件定向性相同。 实用上，由于端口3一般为弯口波导，且 L4 0，所以Dr、Dm、Dp，三者是 不同的。而要衡量定向耦合器性能的，恰好就是实际器件的定向性Dp，这正是我 们所要测量的
L 4 的有耗三端口
S 11 由于 是原四端口网络的 ，显见两者在 ' D0 离度较大，即上式中 ，因此
0L 情况下不相等，但实际上由于隔 4
S11
2，测量基本原理 （1）分贝耦合度C的测量 分贝耪合度C的测量系统见图22－4所示。采用衰减法可知 C＝A1－A2 (22-12) 我们注意到，在一般情况下，端接负载不完全匹配对分贝耦合度 C的测量影响很 小。有些文献喜欢用电压耦合系数 C ' ，它们之间关系是