Proverbs 17:9“Whoever would foster love covers over an offense, but whoever repeats the matter separates close friends.” |
一電抗元件:在傳輸線的不均勻區域附近,電磁場比較複雜,可以分解為主模和多個高次模式的疊加,其中主模可以傳輸,而高次模截止,隻能分布在不均勻區附近。是以不均勻區附近儲存了高次模式的電磁場能量。若儲存的主要是電場能量,則不均勻區域相當于一個儲存電能的電容;若儲存的主要是磁場能量,則不均勻區域相當于一個儲存磁能的電感。
其中對于諧振窗來說
諧振時,并聯回路的電抗無窮大(相當于開路),無反;失諧時,并聯回路的電抗為容性或感性,反射較大;•一個諧振窗相當于帶通濾波器,諧振的頻率就是可通過的頻率。
微帶線是微波電路中常見的形式,微帶電路中的電容電感。
一段Zc大的短傳輸線可等效為串聯電感; 一段Zc小的短傳輸線可等效為并聯電容。 當媒體基片厚度一定時,微帶寬度W↘,則Zc↗;•一段窄的短微帶線可等效為串聯電感; 一段寬的短微帶線可等效為并聯電容。
用高阻抗微帶短線實作串聯電感
為加大電感值,将高阻抗線彎曲、螺旋,增加匝數:
串聯在傳輸線上的諧振回路:
用低阻抗線實作并聯電容:
用并聯的終端開路支節實作并聯電容或并聯電感,由傳輸線理論知合适長度的傳輸線可實作任意值的電抗或電納。
二微波濾波器設計
先按低頻濾波器的正常設計方法,設計出低頻集總元件濾波器,得到其電路結構和每一個元件值;然後,用微波頻段的元件代替已設計電路中的集總元件,該過程稱為集總參數電路的微波實作。如,波導中,電感、電容就可以用波導膜片、銷釘來實作,微帶電路中也可用微帶間隙、分支等來實作電感、電容。
1 低通濾波器1
2低通濾波器2
• 高阻抗短線(窄線) 相當于 串聯電感• 低阻抗短線 (寬線)相當于 并聯電容• 經過計算确定每段微帶的長度、寬度,使其等效電抗值與集總元件電路中的對應電抗值的相等。
3低通濾波器3
4平行耦合微帶型帶通濾波器
•微帶段與微帶段之間有能量耦合; •微帶段兩端開路,波導波長等于 λg 的電磁波才可以在微帶段上諧振并持續存在; 輸入信号中,隻有諧振頻率及其附近頻率的信号才可以一級一級耦合到輸出口,故為帶通濾波器。執行個體:屏蔽盒中的微帶帶通濾波器
5帶陰濾波器
對于波導波長等于 λg1 、λg2 、λg3 的電磁波而言,并聯的終端開路 四分之一支節實作了對地短路的功能,這些頻率的信号 不能通過,故為帶阻濾波器
三終端元件
1 比對負載 •接在傳輸線的終端,盡量吸收全部入射功率,保證傳輸線的終端無反射,其駐波比在 1.05 左右 ~ 1.1 左右; •元件中采用高阻衰減材料、吸波材料,吸收入射的電磁波; •吸波材料與空氣的界面應做成漸變式過渡,減小反射; 高功率比對負載需要散熱裝置,将吸收的電磁能轉化成的熱能散發出去。 2 輻射終端 能量盡量輻射出去,盡量減小終端反射;
四衰減器和移相器
1衰減器 根據需要,減小所傳輸信号的幅度。•用吸波材料吸收一定的電磁能量來實作衰減。 2 移相器 可以人為地改變傳輸電磁波的相位。•電磁波在不同媒體中具有不同的相移常數。是以改變電磁波經過的媒體就可以改變其相移量。
五 分支元件 把一路電磁能量分為兩路或多路;或者,将多路電磁能量相加或相減。
1 波導E-T分支
在3臂加終端短路活塞,就可以移動短路活塞,調節串聯支路的輸入阻抗值(近似為純電抗),作為電抗元件使用。
能量配置設定功能
3臂輸入時,從1、2臂等幅、反相輸出;•3臂自身有反射,但若在該臂加入比對裝置,可使3臂的入射能量全部從1、2臂平分輸出;
1臂輸入時,從2、3臂輸出;
2臂輸入時,從1、3臂輸出;
求差信号的功能
兩信号分别從1、2臂輸入,且到達分支波導中軸T面時相位相同,則3臂輸出兩信号之差,稱為差信号。 若兩輸入信号等幅,則3臂無輸出;
求和信号的功能
兩信号分别從1、2臂輸入,且到達分支波導中軸T面時相位相反,則3臂輸出兩信号之和,稱為和信号。
波導H-T分支(三端口元件)
在3臂加終端短路活塞,就可以移動短路活塞,調節并聯支路的輸入阻抗值(近似為純電抗),作為電抗元件使用。
3臂輸入時,從1、2臂等幅、同相輸出;•3臂自身有反射,但若在該分支波導加入比對裝置,可使3臂的入射能量全部從1、2臂平分輸出;
3、波導雙-T分支(四端口元件)
†1、2同相輸入:3輸出差信号,4輸出和信号;† 3輸入:1、2等幅、反相輸出,4無輸出; † 4輸入:1、2等幅、同相輸出,3無輸出; † 3、4互相隔離(互相不可傳送信号) 。3臂、4臂隔離”的原因:3臂輸入的TE10 模式關于中軸面T反對稱,而4臂中TE10模式關于中軸面T對稱,故互相不能激勵。 3臂(4臂)輸入的TE10 模可以在4臂(3臂)中激勵起高次模,但高次模式不能傳輸,不能輸出。
4、波導魔T(四端口元件)
任何端口都與外接傳輸線相比對;3、4比對之後,1、2自動比對; • 3輸入:1、2等幅、反相輸出,4無輸出; • 4輸入:1、2等幅、同相輸出,3無輸出; • 1、2均有輸入:3輸出差信号,4輸出和信号; • 3、4臂互相隔離;1、2臂互相隔離;• 在微波裝置、雷達中應用廣泛。
微帶分支
六 功分器 典型的功分器有微帶和腔體兩種。
①腔體功分器: 腔體功分器是同軸結構,它将輸入的50Ω阻抗變換為25Ω(使用内外導體的不同比率),25Ω阻抗可以良好的與兩個輸出50Ω的并聯阻抗比對。
②微帶功分器
Wilkinson功率配置設定器是在T分支上加隔離電阻形成的。 它可以進行任意比率的功率配置設定。 工作原理: 當信号從端口1輸入時,功率從端口2和端口3輸出,隻要設計 恰當,輸出可按一定比例配置設定,并保持電壓同相,電阻R上無電 流,不吸收功率。
定向耦合器 從主傳輸線中取出一些電磁能量并向設定的方向傳輸。
同向耦合
反向耦合
一、波導定向耦合器
雙孔定向耦合器(窄頻帶)
多孔定向耦合器(頻帶較寬)
單孔定向耦合器
•理想狀态下,隔離端口應當沒有輸出,但實際上仍有一定輸出,是以應在隔離端口接比對負載,吸收這一部分功率。
定向耦合器執行個體
二、微帶定向耦合器 距離較近的微帶線之間都有能量耦合。
• 平行耦合線定向耦合器
微帶雙分支定向耦合器
1輸入,2、3輸出,相位差90度; • 4為隔離端口,無輸出;
★環形器 使信号單方向傳輸的器件。所有射頻信号以同樣的環形方向傳輸,但是隻能從一個端口出去,所有射頻信号必須從它遇到的第一個端口出來。它是結合磁鐵和一種特殊類型的材料即鐵氧體來完成。
有源元件
一.微波放大器(功放和低噪放)
二.微波混頻器 單平衡混頻器
OPTIMISM, PASSION & HARDWORK