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微波技术第一章绪论1-1微波及其特点

一、微波的概念及波段划分

二、微波的特点1-2微波技术的发展和应用

一、微波技术的发展

二、微波技术的应用1-3

微波技术的研究方法和基本内容《微波技术》2-1引言

一、传输线的种类

二、分布参数及分布参数电路2-2传输线方程及其解

一、传输线方程

二、传输线方程的解

三、入射波和反射波2-3传输线的特性参量

第二章传输线理论《微波技术》第二章传输线理论

一、传播常数

二、特性阻抗

三、相速和相波长

四、输入阻抗

五、反射系数

六、驻波比和行波系数

七、传输功率2-4均匀无耗传输线工作状态的分析

一、行波状态

《微波技术》第二章传输线理论

二、驻波状态

三、行驻波状态2-5阻抗圆图及其应用

一、阻抗圆图

二、导纳圆图2-6传输线的阻抗匹配

一、阻抗匹配的概念

二、阻抗匹配的方法《微波技术》第三章微波传输线3-1引言3-2交变电磁场基本关系式

一、麦克斯韦方程组

二、边界条件

三、交变电磁场的能量关系3-3理想导波系统的一般理论

一、TM波

二、TE波

三、TEM波《微波技术》第三章微波传输线3-4导波系统的传输特性

一、传播常数和截止波数

二、波的传播速度和色散

三、波阻抗

四、传输功率及损耗3-5矩形波导

一、矩形波导中传输波型及其场分量

二、矩形波导中电磁波型的传输特性

三、矩形波导中TE10模的特性《微波技术》第三章微波传输线

四、矩形波导中传输功率和功率容量3-6圆波导

一、TM波场分量表达式

二、TE波场分量表达式

三、截止波长及波型简介

四、圆波导中的三个主要模式3-7同轴线

一、同轴线传输主模—TEM模《微波技术》第三章微波传输线

二、同轴线中的高次模3-8带状线

一、特性参量

二、带状线尺寸的确定3-9微带线

一、微带线传输的主模

二、微带线的特性参量

三、微带线的色散特性和尺寸设计考虑《微波技术》4-1引言4-2波导等效为平行双线4-3微波元件等效为微波网络

一、网络参考面的选择

二、不均匀区等效为微波网络

三、微波网络的特性

第四章微波网络基础《微波技术》4-4二端口微波网络

一、二端口微波网络的网络参量

二、二端口微波网络参量的性质4-5基本电路单元的参量矩阵4-6二端口微波网络的组合及参考面移动的影响

一、二端口微波网络的组合

二、参考面移动对二端口网络参量的影响《微波技术》第四章微波网络基础《微波技术》4-7二端口微波网络的工作特性参量

一、电压传输系数T

二、插入衰减A

三、插入相移

四、输入驻波比4-8多端口微波网络第四章微波网络基础第五章常用微波元件5-1引言5-2波导中的电抗元件

一、电容膜片

二、电感膜片

三、谐振窗四、螺钉5-3连接元件和终端负载

一、连接元件

二、终端负载《微波技术》5-4衰减器和移相器

一、衰减器

二、移相器

5-5阻抗变换器

一、单节

/4阻抗变换器

二、多节阶梯阻抗变换器

三、渐变线阻抗变换器5-6定向耦合器《微波技术》第五章常用微波元件

一、定向耦合器的技术指标

二、波导型定向耦合器

三、平行耦合线定向耦合器

四、分支定向耦合器5-7微带功分器5-8波导匹配双T

一、波导的T形接头

二、普通双T和匹配双T《微波技术》第五章常用微波元件5-9微波滤波器

一、利用四分之一波长传输线并联电抗元件的滤波器

二、利用高低阻抗线构成的滤波器5-10微波谐振器

一、谐振器的电磁能量关系及品质因数Q

二、同轴谐振腔

三、矩形谐振腔《微波技术》第五章常用微波元件四、圆柱谐振腔五、微带谐振器六、谐振腔的等效电路《微波技术》第五章常用微波元件第六章微波电路计算机辅助分析6-1引言6-2待定导纳矩阵分析

一、待定导纳矩阵定义

二、待定导纳矩阵性质

三、矩阵的建立方法和分布参数元件的待定导纳矩阵

四、多端网络组合的待定导纳矩阵

五、待定导纳矩阵的化简信息与通信工程学院信号处理技术研究所6-3转移矩阵分析

一、多级级联

二、并联分支链

三、串联分支链

四、矩阵链并联

五、矩阵链串联

六、矩阵的串并联与并串联

七、电路外特性参数的计算信息与通信工程学院信号处理技术研究所第六章微波电路计算机辅助分析6-4散射矩阵分析

一、二端口网络级联的S参数

二、多端口网络互联的S参数

三、多端口[S]矩阵的端口化简信息与通信工程学院信号处理技术研究所第六章微波电路计算机辅助分析7-1引言7-2微波电路的最优化设计

一、引言

二、最优化设计的基本原则

7-3目标函数

一、目标函数表达式

二、目标函数的极小和最小

三、最优方法概述第七章微波电路计算机辅助设计《微波技术》7-4无约束最优化的梯度法

一、最速下降法

二、牛顿法

三、DFP变尺度法7-5无约束最优化的直接方法

一、单纯形法

二、共轭方向法7-6有约束条件的最优化方法《微波技术》第七章微波电路计算机辅助设计

一、外罚函数法

二、内罚函数法7-7微波电路敏感度分析

一、敏感度定义

二、敏感度直接计算法《微波技术》第七章微波电路计算机辅助设计第八章HFSS微波仿真8-1HFSS基本介绍

一、HFSS发展历程

二、HFSS仿真原理

三、HFSS仿真过程

四、HFSS的主要功能

五、HFSS的应用领域8-2HFSS软件系统

一、软件设计环境

二、基本操作《微波技术》第一章绪论《微波技术》1-1微波及其特点一、微波的概念及波段划分

二、微波的特点1-2微波技术的发展和应用一、微波技术的发展二、微波技术的应用1-3微波技术的研究方法和基本内容1-1微波及其特点《微波技术》一、微波的概念及波段划分微波是一种频率非常高的电磁波。把波长在1m到1mm范围内的电磁波称为微波。微波波段对应的频率范围为:3×108-3×1011Hz,如下图所示。微波波段划分如下:《微波技术》波段波长范围频率范围波段名称分米波1m～10cm0.3～3GHz特高频(UHF)厘米波10cm～1cm3～30GHz超高频(SHF)毫米波1cm～1mm30～300GHz极高频(EHF)微波波段的代号及对应的频率范围波段频率范围/GHz波段频率范围/GHzUHF0.30～1.12Ka26.50～40.00L1.12～1.70Q33.00～50.00LS1.70～2.60U40.00～60.00S2.60～3.95M50.00～75.00C3.95～5.85E60.00～90.00XC5.85～8.20F90.00～140.0X8.20～12.40G140.0～220.0Ku12.40～18.00R220.0～325.0K18.00～26.50

《微波技术》二、微波的特点微波似光性卫星通信

频率高

多路通信

穿透电离层

天文学研究

量子特性

微波波谱学

《微波技术》1-2微波技术的发展和应用二、微波技术的应用

一、微波技术的发展

《微波技术》1-3微波技术的研究方法和基本内容

麦克斯韦方程第三章

基尔霍夫定律第二章场与路相结合第四章

场路研究方法基本内容《微波技术》2-1引言

一、传输线的种类二、分布参数及分布参数电路2-2传输线方程及其解

一、传输线方程二、传输线方程的解三、入射波和反射波2-3传输线的特性参量一、传播常数二、特性阻抗三、相速和相波长四、输入阻抗

第二章传输线理论《微波技术》第二章传输线理论

五、反射系数六、驻波比和行波系数七、传输功率2-4均匀无耗传输线工作状态的分析一、行波状态二、驻波状态三、行驻波状态2-5圆图及其应用

一、阻抗圆图二、导纳圆图2-6传输线的阻抗匹配一、阻抗匹配概念二、阻抗匹配方法

《微波技术》2-1引言

一、传输线的种类(1)TEM波

(2)TE、TM波(3)表面波《微波技术》2-1引言二、分布参数及分布参数电路

传输线有长线和短线之分。所谓长线是指传输线的几何长度与线上传输电磁波的波长比值(电长度)大于或接近1，反之称为短线。长线分布参数电路

考虑分布参数效应短线集中参数电路忽略分布参数效应

当频率提高到微波波段时，这些分布效应不可忽略，所以微波传输线是一种分布参数电路。这导致传输线上的电压和电流是随时间和空间位置而变化的二元函数。注意《微波技术》2-1引言

根据传输线上的分布参数是否均匀分布，可将其分为均匀传输线和不均匀传输线。可以把均匀传输线分割成许多小的微元段dz(dz<<

)，这样每个微元段可看作集中参数电路，用一个

形网络来等效。于是整个传输线可等效成无穷多个

形网络的级联

《微波技术》2-2传输线方程及其解一、传输线方程瞬时值u,i与复数振幅U,I的关系为

dz段的等效电路

《微波技术》

2-2传输线方程及其解二、传输线方程的解

将上式两边对z再求一次微分，并令可得通解为

式中，

《微波技术》2-2传输线方程及其解1.

已知传输线终端电压U2和电流I2，沿线电压电流表达式

解得将终端条件U(0)=U2,I(0)=I2代入上式可得将A1,A2代入解得整理后可得《微波技术》2-2传输线方程及其解2.已知传输线始端电压U1和电流I1，沿线电压电流表达式

这时将坐标原点z=0选在始端较为适宜。将始端条件U(0)=U1,I(0)=I1代入求解式，同样可得沿线的电压电流表达式为

《微波技术》2-2传输线方程及其解

三、入射波和反射波

根据复数振幅与瞬时值间的关系，可求得传输线上电压和电流的瞬时值表达式

第一部分表示由信号源向负载方向传播的行波，称之为入射波。其中为电压入射波，为电流入射波。第二部分表示由负载向信号源方向传播的行波，称之为反射波。入射波和反射波沿线的瞬时分布图如图所示

《微波技术》

2-3传输线的特性参量

传输线的特性参量主要包括：传播常数、特性阻抗、相速和相波长、输入阻抗、反射系数、驻波比(行波系数)和传输功率等。一、传播常数对于低耗传输线有(无耗传输线）无耗传播常数

一般为复数，可表示为《微波技术》

2-3传输线的特性参量

对于微波传输线，也符合。

传输线的特性阻抗定义为传输线上入射波电压

与入射波电流

之比，或反射波电压

与反射波电流

之比的负值，即对于无耗传输线()，则

在无耗或低耗情况下，传输线的特性阻抗为一实数，它仅决定于分布参数

和

，与频率无关。二、特性阻抗《微波技术》

2-3传输线的特性参量

三、相速和相波长入射波的相速为对于微波传输线

所谓相波长定义为波在一个周期T内等相位面沿传输线移动的距离。即

相速是指波的等相位面移动速度。《微波技术》

2-3传输线的特性参量

四、输入阻抗

传输线终端接负载阻抗ZL时，距离终端z处向负载方向看去的输入阻抗定义为该处的电压U(z)与电流I(z)之比，即均匀无耗传输线

传输线的输入阻抗

《微波技术》

2-3传输线的特性参量

对给定的传输线和负载阻抗，线上各点的输入阻抗随至终端的距离l的不同而作周期(周期为)变化，且在一些特殊点上，有如下简单阻抗关系：3.当Z0为实数ZL为复数负载时，四分之一波长的传输线具有阻抗变换特性。在许多情况下，例如并联电路的阻抗计算，采用导纳比较方便结论1.传输线上距负载为半波长整数倍的各点的输入阻抗等于负载阻抗。2.距负载为四分之一波长奇数倍的各点的输入阻抗等于特性阻抗的平方与负载阻抗的比值。《微波技术》

2-3传输线的特性参量

五、反射系数

距终端z处的反射波电压Ur(z)与入射波电压Ui(z)之比定义为该处的电压反射系数

u(z)，即电流反射系数

终端反射系数传输线上任一点反射系数与终端反射系数的关系《微波技术》

2-3传输线的特性参量

输入阻抗与反射系数间的关系

负载阻抗与终端反射系数的关系上述两式又可写成《微波技术》

2-3传输线的特性参量

六、驻波比和行波系数

电压（或电流）驻波比

定义为传输线上电压（或电流）的最大值与最小值之比，即

当传输线上入射波与反射波同相叠加时，合成波出现最大值；而反相叠加时出现最小值驻波比与反射系数的关系式为

行波系数K定义为传输线上电压（或电流）的最小值与最大值之比，故行波系数与驻波比互为倒数《微波技术》

2-3传输线的特性参量

传输线上反射波的大小，可用反射系数的模、驻波比和行波系数三个参量来描述。传输线的工作状态一般分为三种：(1)行波状态

(3)驻波状态

(2)行驻波状态

驻波比的变化范围为反射系数模的变化范围为《微波技术》行波系数的变化范围为

2-3传输线的特性参量

七、传输功率传输功率为为了简便起见，一般在电压波腹点(最大值点)或电压波节点(最小值点)处计算传输功率，即

在不发生击穿情况下，传输线允许传输的最大功率称为传输线的功率容量

《微波技术》

2-4均匀无耗传输线工作状态的分析一、行波状态(无反射情况)行波状态下的电压、电流及输入阻抗分布图《微波技术》

2-4均匀无耗传输线工作状态的分析行波状态下的分布规律：

(1)线上电压和电流的振幅恒定不变。(2)电压行波与电流行波同相，它们的相位是位置z和时间t的函数，即：。

(3)线上的输入阻抗处处相等，且均等于特性阻抗，即：Zin(z)=Z0。《微波技术》行波动画演示

2-4均匀无耗传输线工作状态的分析二、驻波状态(全反射情况)

1.终端短路传输线终端短路时电压、电流及阻抗的分布图

《微波技术》

2-4均匀无耗传输线工作状态的分析2.终端开路传输线终端开路时电压、电流及阻抗的分布图

《微波技术》

2-4均匀无耗传输线工作状态的分析3.终端接纯电抗负载终端接纯电抗负载时沿线电压、电流及阻抗的分布图

(a)感性负载；(b)容性负载《微波技术》

2-4均匀无耗传输线工作状态的分析(2)沿线同一位置的电压电流之间相位差，所以驻波状态只有能量的存储并无能量的传输。

均匀无耗传输线终端无论是短路、开路还是接纯电抗负载，终端均产生全反射，沿线电压电流呈驻波分布，其特点为：(1)

驻波波腹值为入射波的两倍，波节值等于零。短路线终端为电压波节、电流波腹；开路线终端为电压波腹、电流波节；接纯电抗负载时，终端既非波腹也非波节。《微波技术》驻波动画演示

2-4均匀无耗传输线工作状态的分析三、行驻波状态(部分反射情况)行驻波状态下的电压、电流及输入阻抗分布图《微波技术》行驻波动画演示

2-5阻抗圆图及其应用

极坐标圆图，又称为史密斯(Smith)圆图。应用最广，这里先介绍Smith圆图的构造和应用。

一、阻抗圆图

阻抗圆图由等反射系数圆和等阻抗圆组成。

1.等反射系数圆距离终端z处的反射系数为

上式表明，在复平面上等反射系数模的轨迹是以坐标原点为圆心、为半径的圆，这个圆称为等反射系数圆。由于反射系数的模与驻波比是一一对应的，故又称为等驻波比圆。

《微波技术》

2-5阻抗圆图及其应用若已知终端反射系数，则距终端z处的反射系数为线上移动的距离与转动的角度之间的关系为等反射系数圆《微波技术》

2-5阻抗圆图及其应用

由此可见，线上移动长度时，对应反射系数矢量转动一周。一般转动的角度用波长数(或电长度)表示，且标度波长数的零点位置通常选在相角相等的反射系数的轨迹是单位圆内的径向线。

的径向线为各种不同负载阻抗情况下电压波腹点反射系数的轨迹；

的径向线为各种不同负载阻抗情况下电压波节点反射系数的轨迹。

等反射系数圆的波长数标度处。为了使用方便，有的圆图上标有两个方向的波长数数值，如图所示。向负载方向移动读里圈读数，向波源方向移动读外圈读数。《微波技术》

2-5阻抗圆图及其应用2.等阻抗圆由以上得:

称为归一化电阻，称为归一化电抗。《微波技术》

2-5阻抗圆图及其应用将等电阻圆和等电抗圆绘制在同一张图上，即得到阻抗圆图!

等电抗圆阻抗圆图等电阻圆

《微波技术》

2-5阻抗圆图及其应用阻抗圆图具有如下几个特点：(1)圆图上有三个特殊点：

短路点(C点)，其坐标为(-1,0)。此处对应于；

开路点(D点)，其坐标为(1,0)。此处对应于；

匹配(O点)，其坐标为(0,0)。此处对应于。(2)圆图上有三条特殊线：

圆图上实轴CD为

的轨迹，其中正实半轴OD为电压波腹点的轨迹，线上的值即为驻波比

的读数；负实半轴OC为电压波节点的轨迹，线上的R值即为行波系数K的读数；最外面的单位圆为R=0的纯电抗轨迹，即为的全反射系数圆的轨迹。(3)

圆上有两个特殊面：圆图实轴以上的上半平面是感性阻抗的轨迹；实轴以下的下半平面是容性阻抗的轨迹。《微波技术》

2-5阻抗圆图及其应用(6)若传输线上某一位置对应于圆图上的A点，则A点的读数即为该位置的输入阻抗归一化值()；若关于O点的A点对称点为A’点，则A’点的读数即为该位置的输入导纳归一化值()。(4)

圆图上有两个旋转方向：在传输线上A点向负载方向移动时，则在圆图上由A点沿等反射系数圆逆时针方向旋转；反之，在传输线上A点向波源方向移动时，则在圆图上由A点沿等反射系数圆顺时针方向旋转。(5)

圆图上任意一点对应了四个参量：、、和。知道了前两个参量或后两个参量均可确定该点在圆图上的位置。注意电阻和电抗均为归一化值，如果要求它们的实际值分别乘上传输线的特性阻抗。《微波技术》

2-5阻抗圆图及其应用二、导纳圆图

如果以单位圆圆心为轴心，将复平面上的阻抗圆图旋转180o，即可得到导纳圆图。

因此，Smith圆图即可作为阻抗圆图也可作为导纳圆图使用。作为阻抗圆图使用时，圆图中的等值圆表示R和X圆；作为导纳圆图使用时，圆图中的等值圆表示G和B圆。并且圆图实轴的上部X或B均为正值，实轴的下部X或B均为负值。

导纳是阻抗的倒数,故归一化导纳为《微波技术》

2-5阻抗圆图及其应用(3)与在同一反射系数圆上，相应位置差180o

。

阻抗圆图与导纳圆图的关系(1)当圆图作为阻抗圆图时，相角为0o的反射系数位于OD上，相角增大，反射系数矢量沿逆时针方向转动；当圆图作为导纳圆图时，相角为0o的反射系数位于OC上，相角增大，反射系数矢量仍沿逆时针方向转动。(2)作为阻抗圆图使用时，D点为开路点，C点为短路点，线段OD为电压波腹点归一化阻抗的轨迹，线段OC为电压波节点归一化阻抗的轨迹；作为导纳圆图使用时，D点为短路点，C点为开路点，线段OD为电压波节点归一化阻抗的轨迹，线段OC为电压波腹点归一化阻抗的轨迹。注意《微波技术》2-6传输线的阻抗匹配

在微波传输系统，阻抗匹配极其重要，它关系到系统的传输效率、功率容量与工作稳定性，关系到微波测量的系统误差和测量精度，以及微波元器件的质量等一系列问题。

传输线与负载不匹配传输线功率容量降低增加传输线的衰减这里的匹配概念分为两种：共轭匹配和无反射匹配。一、阻抗匹配概念

如果信号源与传输线不匹配，不仅会影响信号源的频率和输出的稳定性，而且信号源不能给出最大功率。因此，微波传输系统一定要作到阻抗匹配。传输线上有驻波存在《微波技术》2-6传输线的阻抗匹配

一、阻抗匹配的概念

(一)共轭匹配共轭匹配要求传输线输入阻抗与信号源内阻互为共轭值。信号源输出的最大功率为共轭匹配

《微波技术》则即信号源的内阻为传输线的输入阻抗为2-6传输线的阻抗匹配(二)无反射匹配

无反射匹配包括传输线始端与信号源内阻匹配和传输线终端与负载阻抗匹配。

信号源内阻也为实数，此时传输线的始端无反射波，这种信号源称为匹配信号源。

当传输线终端所接的负载阻抗为纯电阻时，则传输线的终端无反射波，此时的负载称为匹配负载。

无反射匹配是指传输线两端阻抗与传输线的特性阻抗相等，线上无反射波存在，即工作于行波状态。《微波技术》2-6传输线的阻抗匹配

其匹配原理是通过匹配网络引入一个新的反射波来抵消原来的反射波。采用阻抗变换器和分支匹配器作为匹配网络是两种最基本的方法。当传输系统满足：时，可同时实现共轭匹配和无反射匹配。二、阻抗匹配方法

阻抗匹配的方法就是在传输线与负载之间加入一阻抗匹配网络。要求这个匹配网络由电抗元件构成，接入传输线时应尽可能靠近负载，且通过调节能对各种负载实现阻抗匹配。《微波技术》2-6传输线的阻抗匹配(一)阻抗变换器

为了使实现阻抗匹配，必须使

阻抗变换器由一段长度为、特性阻抗为的传输线组成。当这段传输线终端接纯电阻时，则输入阻抗为《微波技术》2-6传输线的阻抗匹配(二)分支匹配器

1.单分支匹配器分支匹配器又分为单分支、双分支和三分支匹配器。

分支匹配器的原理是利用在传输线上并接或串接终端短路或开路的分支线，产生新的反射波来抵消原来的反射波，从而达到阻抗匹配。单分支匹配的原理如图所示。《微波技术》2-6传输线的阻抗匹配2.双分支匹配器

双分支匹配器存在的匹配死区，可采用三分支匹配器来消除，如图所示。其调配原理与双分支相同，仅增加一个分支。

3.三分支匹配器《微波技术》第三章微波传输线3-1引言3-2交变电磁场基本关系式一、麦克斯韦方程组

二、边界条件三、交变电磁场的能量关系3-3理想导波系统的一般理论

一、TM波二、TE波三、TEM波3-4导波系统的传输特性

《微波技术》第三章微波传输线

一、传播常数和截止波长二、波的传播速度和色散三、波阻抗四、传输功率及损耗3-5矩形波导

一、矩形波导中的传输波型及其场分量二、矩形波导中电磁波型的传输特性三、矩形波导中TE10模的特性四、矩形波导中传输功率和功率容量3-6圆波导

一、TM波场分量表达式《微波技术》第三章微波传输线

二、TE波场分量表达式三、截止波长及波型简介四、圆波导中的三个主要模式3-7同轴线一、同轴线传输主模—TEM模二、同轴线中的高次模3-8带状线一、特性参量二、带状线尺寸的确定《微波技术》3-9微带线一、微带线传输的主模二、微带线的特性参量三、微带线的色散特性和尺寸设计考虑第三章微波传输线《微波技术》3-1引言

微波传输线是用来传输微波信号和微波能量的传输线。微波传输线的种类很多，比较常用的有平行双线、矩形波导、圆波导、同轴线、带状线和微带线等。

微波传输线是引导电磁波沿一定方向传输的系统，故又称作导波系统。被传输的电磁波又称作导行波。导行波一方面要满足麦克斯韦方程，另一方面又要满足导体或介质的边界条件；也就是说，麦克斯韦方程和边界条件决定了导行波在导波系统中的电磁场分布规律和传播特性。本章首先采用电磁场理论来分析矩形波导、圆波导和同轴线的传播特性和电磁场分布规律，然后借助传输线理论来分析带状线、微带线、耦合带状线和耦合微带线的基本特点和传输规律。

《微波技术》3-2交变电磁场基本关系式一、麦克斯韦方程组辅助方程

《微波技术》其中：为电场强度矢量，为磁感应强度矢量，为磁场强度矢量，为电位移矢量，为电流密度矢量，为电荷密度。

3-2交变电磁场基本关系式场量的瞬时值与复数振幅值之间的关系为

可得复数形式的麦克斯韦方程组为一般都假定远离场源，即在无源区

《微波技术》3-2交变电磁场基本关系式二、边界条件1.两种媒质界面的边界条件

三、交变电磁场的能量关系

对于一封闭曲面S，电磁场的能量关系满足复功率定理，即2.理想导体表面的边界条件《微波技术》3-3理想导波系统的一般理论

导波系统中的电磁波按纵向场分量的有无，可分为以下三种波型(或模)：(3)横电磁波(TEM波)：

其中横电磁波只存在于多导体系统中，而横磁波和横电波一般存在于单导体系统中，它们是色散波。

(1)横磁波(TM波)，又称电波(E波)：(2)横电波(TE波)，又称磁波(H波)：《微波技术》3-3理想导波系统的一般理论将TM波的场量：

代入麦克斯韦方程组的两个旋度方程得可得到TM波各场分量的基本关系式为

一、TM波1.场分量基本关系式《微波技术》3-3理想导波系统的一般理论整理得式中为传播常数。

通解为

2.边界条件TM波电场纵向分量

当时

《微波技术》3-3理想导波系统的一般理论

二、TE波

1.场分量基本关系式通解为《微波技术》3-3理想导波系统的一般理论

2.边界条件同理可得，TE波用横向分布函数表示的边界条件为

式中C为理想波导横截面的边界闭合曲线，n为曲线C的内法线矢量。TE波的全部场分量表达式

《微波技术》3-3理想导波系统的一般理论三、TEM波

1.场分量基本关系式式中为传播常数。其通解形式为式中相移常数为

《微波技术》3-3理想导波系统的一般理论TEM波的全部场分量表达式2.边界条件

TEM波的边界条件可用横向分布函数表示

式中C为理想波导横截面的边界闭合曲线，为曲线C的切线矢量。《微波技术》3-4导波系统的传输特性导波系统中的传播常数为当，时，系统处于传输和截止状态之间的临界状态。此时对应的频率称为临界频率或截止频率，记为相应的临界波长或截止波长为《微波技术》一、传播常数和截止波长3-4导波系统的传输特性导波系统传输TM波和TE波的条件可记为：

而截止条件可记为：

TEM波在任何频率下都能满足传输条件，因此均处于传输状态。《微波技术》3-4导波系统的传输特性1.相速和相波长相速是指导波系统中传输电磁波的等相位面沿轴向移动的速度。

若将等相位面在一个周期T内移动的距离定义为相波长，则有二、波的传播速度和色散《微波技术》3-4导波系统的传输特性对于TEM波，相速为其相波长为对于TE波和TM波，

相速为相波长为称为波型因子。《微波技术》3-4导波系统的传输特性2.群速

这些多种频率成分构成一个“波群”，又称为波的包络，其传播速度称为群速。群速的关系式

群速的定义式为群速、相速和光速三者的关系为：对于TEM波《微波技术》3-4导波系统的传输特性3.色散

TE波和TM波的相速和群速都随波长而变化，即是频率的函数，这种现象称为“色散”。因此，TE波和TM波统称为“色散波”；而TEM波的相速和群速相同，且与频率无关，没有色散现象，故称为“非色散波”。

这里所说的波导色散现象与基于媒质特性产生的色散现象不同，由于已假定波导中媒质是线性的，即不随频率而变化，所以波导中电磁波产生色散的原因是由波导系统本身的特性(即边界条件)所引起的。

《微波技术》3-4导波系统的传输特性波阻抗定义为相互正交的横向电场与横向磁场之比

对于TEM波，

对于TE波和TM波，

传输状态

截止状态

三、波阻抗《微波技术》3-4导波系统的传输特性

四、传输功率及损耗导波系统所传输的电磁波平均功率

实际中，由于导波系统的电导率是有限的，且所填充的介质也是非理想的，所以实际的导波系统都存在着导体损耗和介质损耗。因而电磁波在传输过程中，其振幅会逐渐减小，也就是说存在功率损耗，这种损耗应根据具体情况来计算。《微波技术》3-5矩形波导

图中,a和b分别为矩形波导的宽壁和窄壁尺寸。由于矩形波导不仅具有结构简单、机械强度大的优点，而且由于它是封闭结构，可以避免外界干扰和辐射损耗；因为它无内导体，所以导体损耗低，而功率容量大。在目前大中功率的微波系统中常采用矩形波导作为传输线和构成微波元器件。

矩形波导是横截面为矩形的空心金属管，如图所示。《微波技术》3-5矩形波导一、矩形波导中传输波型及其场分量由于矩形波导为单导体的金属管，波导中不可能传输TEM波，只能传输TE波或TM波。

通解为

（一）TM波《微波技术》3-5矩形波导各场分量与横向分布函数的关系为复数表示式为式中,m和n分别代表场强沿x轴和y轴方向分布的半波数。一组m,n值代表一种横磁波波型，记作。由于m=0或n=0时所有场分量均为零，因此矩形波导不存在等波型，所以是最简单的波型，其余波型为高次波型。《微波技术》3-5矩形波导(二)TE波(Ez=0)TE波横向场分量表示式复数表示式为

式中,m和n分别代表场强沿x轴和y轴方向分布的半波数。一组m,n值代表一种横电波波型。由于m=0及n=0时所有场分量才为零，因此矩形波导中存在等波型。若，则模是最低次波型，其余波型为高次波型。《微波技术》3-5矩形波导二、矩形波导中电磁波型的传输特性TE波和TM波的截止波数均为截止波长截止频率

截止波长不仅与波导尺寸a和b有关，而且与决定波型的m和n有关，此外，截止频率还与介质特性有关。《微波技术》3-5矩形波导当波导尺寸a和b给定时，将不同m和n值代入，即可得到不同波型的截止波长。其分布如下图所示。

BJ-100型波导不同波型截止波长的分布图

从图中可以看出，TE10模的截止波长最长，它右边的阴影区为截止区。《微波技术》3-5矩形波导（1）通常矩形波导工作在TE10单模传输情况，这是因为

TE10模容易实现单模传输。（2）当工作频率一定时传输TE10模的波导尺寸最小。（3）若波导尺寸一定，则实现单模传输的频带最宽。即

当工作波长给定时，若要实现TE10单模传输，则波导尺寸必须满足，

为了实现TE10单模传输，则要求电磁波的工作波长必须满足下列条件《微波技术》3-5矩形波导三、矩形波导中TE10模的特性(一)场分布图所谓场分布图就是在固定时刻，用电力线和磁力线表示某种波型场强空间变化规律的图形。

TE10模的场分量为

《微波技术》3-5矩形波导

TE10模场强与y无关，场分量沿y轴均匀分布。各场分量沿x轴的变化规律为矩形波导TE10模场分量的分布规律

(a)场分量沿x轴的变化规律；(b)场分量沿z轴的变化规律；

(c)矩形波导横截面上的场分布；(d)矩形波导纵剖面上的场分布.《微波技术》动画演示3-5矩形波导

某一时刻TE10模完整的场分布如图所示，随时间的推移，场分布图以相速沿传输方向移动。矩形波导TE10模的场分布图《微波技术》动画演示3-5矩形波导(二)壁电流分布

当波导内传输电磁波时，波导内壁上将会感应高频电流。这种电流属传导电流，称为壁电流。由于假定波导壁是由理想导体构成，故壁电流只存在于波导的内表面。如图所示。

矩形波导TE10模壁电流分布《微波技术》3-5矩形波导四、矩形波导中传输功率和功率容量(一)传输功率在行波状态下，传输的平均功率当传输TE10模时波导中填充空气介质时

《微波技术》3-5矩形波导(二)功率容量波导中最大承受的极限功率称为波导的功率容量。

行波状态下波导传输TE10模的功率容量实际传输线上总有反射波存在。在行驻波状态下，矩形波导传输TE10模的功率容量应修正为

为了留有余地，波导实际允许传输的功率一般取行波状态下功率容量理论值的25%～30%。

《微波技术》3-6圆波导

圆波导是横截面为圆形的空心金属管，如图所示，其尺寸半径为R。

由于圆波导具有损耗较小和双极化的特性，所以常用作天线馈线和微波谐振腔，也可作较远距离的传输线。圆波导具有轴对称性，故宜采用圆柱坐标来分析。《微波技术》3-6圆波导一、TM波场分量表达式圆波导TM波的波阻抗为《微波技术》3-6圆波导二、TE波场分量表达式圆波导TE波的波阻抗为《微波技术》3-6圆波导三、截止波长及波型简介由TM波和TE波的截止波数可求得相应的截止波长，它们分别为圆波导不同波型的截止波长分布，如图所示。

圆波导波型的分布图TE11模的截止波长最长，因此TE11模是圆波导传输的主模，TE11单模传输的条件为《微波技术》3-6圆波导

圆波导中有无限多个模式存在，最常用的三个主要模式为TE11、TE01和TM01模。(一)TE11模()TE11模的场分布如图所示。其中图(a)表示横截面上的电磁场分布；图(b)表示纵剖面上的电场分布；图(c)为圆波导壁上的壁电流分布。四、圆波导中的三个主要模式《微波技术》动画演示1动画演示23-6圆波导(二)TE01模()

TE01模的场分布如图所示。其中图(a)表示横截面上的电磁场分布；图(b)表示纵剖面上的电磁场分布；图(c)为壁电流的分布。

TE01模常作为高Q谐振腔和远距离的毫米波传输线的工作模式。另外由于它是圆电模，也可作为连接元件和天线馈线系统的工作模式。但由于它不是主模，因此该模式作为工作模式时，必须设法抑制其它模式。《微波技术》动画演示1动画演示23-6圆波导(三)TM01模()TM01模的场分布如图所示。其中图(a)表示横截面上的电磁场分布；图(b)表示纵剖面上的电磁场分布；图(c)为壁电流的分布。TM01模适用于微波天线馈线旋转铰链的工作模式。由于它具有Ez分量，便于和电子交换能量，可作电子直线加速器的工作模式。但由于它的管壁电流具有纵向电流，故必须采用抗流结构的连接方式。《微波技术》动画演示1动画演示23-7同轴线

同轴线是一种双导体传输线，如图所示。同轴线按结构可分为两种：硬同轴线和同轴电缆。硬同轴线内外导体之间媒质通常为空气，内导体用高频介质垫圈支撑。同轴电缆的内外导体之间填充高频介质，内导体由单根或多根导线组成，外导体由铜线编织而成，外面再包一层软塑料等介质。

在同轴线中即可传输无色散的TEM波，也可能存在有色散的TE和TM波。《微波技术》3-7同轴线一、同轴线传输主模—TEM模

同轴线传输的主模是TEM模，这种模将TEM模横向分布函数满足的二维拉普拉斯方程：同轴线中TEM模的场结构如图所示。

(一)TEM模的场分量和场结构《微波技术》动画演示1动画演示23-7同轴线(二)同轴线中TEM模的特性参量

对于同轴线中的TEM模

相移常数为相速与光速的关系为

特性阻抗为相波长与工作波长的关系为《微波技术》3-7同轴线二、同轴线中的高次模在同轴线中，除传输TEM主模外，还可能传输高次模—TE模和TM模。但在实际应用中，同轴线是以TEM模工作的。1.TM模同轴线TMmn模的截止波长近似为最低次模TM01模的截止波长为2.TE模TEm1模截止波长为最低次模TE11模最小工作波长应满足：3.

单模传输条件《微波技术》3-8带状线

带状线的结构如图所示，带状线属双导体类传输线，传输的主模是TEM模。

带状线结构示意图

对于带状线的分析可以用传输线理论来分析。表征带状线的主要特性参量有传播常数、相速、相波长和特性阻抗。

《微波技术》3-8带状线

一、特性参量当工作频率满足条件及时，有如下关系式传播常数衰减常数

相移常数

相速相波长

特性阻抗

《微波技术》3-8带状线

在导带的厚度的情况下，利用保角变换法可求得特性阻抗的精确表达式为一般文献资料中都给出k值相对应的值，根据k即可求出Z0。(二)中心导带厚度不为零时的特性阻抗(2)窄导带情况()特性阻抗为(1)宽导带情况()特性阻抗为(一)

中心导带厚度为零时的特性阻抗《微波技术》3-8带状线

为了便于工程计算，下图给出了带状线的尺寸与特性阻抗之间的关系曲线，以便查阅。《微波技术》3-8带状线

在TE模中最低次模为TE10,它沿中心导带宽度有半个驻波分布，其截止波长为为了抑制TE10模，最短的工作波长为即二、带状线尺寸的确定带状线传输的主模是TEM模。但若尺寸选择不当，可能出现高次模。为了抑制高次模的传输，确定带状线尺寸时应考虑下面一些因素。1.中心导带宽度w《微波技术》3-8带状线

增大接地板间距b有助于降低导体损耗和增加功率容量，但b加大后除了加大横向辐射损耗之外，还可能出现径向TM高次模，其中TM01为最低次模，它的截止波长为为了抑制TM01模，最短的工作波长为即根据上述要求即可确定带状线的尺寸w和b。

2.接地板间距b《微波技术》3-9微带线

微带线是一种重要的微波传输线，其结构如下图所示。它是由介质基片上的导带和基片下面的接地板构成。微带线容易实现微带电路的小型化和集成化，所以微带线在微波集成电路中获得了广泛的应用。

微带线可看作是由平行双线演变而来的，如下图所示。

《微波技术》3-9微带线

一、微带线传输的主模空气介质的微带线存在无色散的TEM模。但实际上的微带线是制作在介质基片上的，虽然它仍然是双导体系统，但由于存在空气和介质的分界面，这就使得问题复杂化。利用电磁场理论可以证明，在两种不同介质的传输系统中，不可能存在单纯的TEM模，而只能存在TE模和TM模的混合模。但在微波波段的低频端，由于场的色散现象很弱，传输模式类似于TEM模，故称为准TEM模。二、微带线的特性参量

在微波波段微带线一般工作在弱色散区，因此把微带线的工作模式当作TEM模来分析，这种分析方法称为“准静态分析法”。TEM模传输线的特性阻抗

《微波技术》3-9微带线

对于空气微带线，微带线中传输TEM模的相速(光速)，并假设它的单位长度分布电容为，则其特性阻抗为传输波的相速范围单位长度分布电容范围特性阻抗范围

当微带线的周围全部用相对介电常数为的介质填充时，此时微带线TEM模的相速为，其单位长度分布电容为，则其特性阻抗为《微波技术》3-9微带线

下面引入一个相对的等效介电常数，其值介于1和之间，用它来均匀填充微带线，构成等效微带线，并保持它的尺寸和特性阻抗与原来的实际微带线相同。相速为相波长为单位长度分布电容为特性阻抗为相对等效介电常数

式中q为填充因子，表示介质填充的程度。《微波技术》3-9微带线

三、微带线的色散特性和尺寸设计考虑

(一)微带线的色散特性

微带线中电磁波传播的速度是频率的函数，它使得微带线的特性阻抗Z0和

re将随频率而变化，频率愈高，则相速愈小，等效介电常数愈大，特性阻抗愈低。临界频率的近似值为(二)微带线尺寸设计考虑当工作频率提高后，微带线中除了传输TEM模以外，还会出现高次模。据分析，当微带线的尺寸w和h给定时，最短工作波长只要满足就可保证微带线中主要传输TEM模。

《微波技术》3-9微带线

传输线类型主模截止波长

c单模传输条件矩形波导TE10模2aa<

<2a，

>2b圆波导TE11模3.14R2.62R<

<3.41R同轴线TEM模

>

/2(D+d)带状线TEM模

微带线准TEM模

各类传输线内传输的主模及其截止波长和单模传输条件列表如下：《微波技术》4-1引言4-2波导等效为平行双线4-3微波元件等效为微波网络一、网络参考面的选择二、不均匀区等效为微波网络三、微波网络的性质4-4二端口微波网络一、二端口微波网络的网络参量第四章微波网络基础《微波技术》第四章微波网络基础

二、二端口微波网络参量相互转化三、二端口微波网络参量的性质四、无耗互易二端口网络的基本特性4-5基本电路单元的参量矩阵4-6二端口微波网络的组合及参考面移动的影响一、二端口微波网络的组合二、参考面移动对二端口网络参量的影响《微波技术》第四章微波网络基础4-7二端口微波网络的工作特性参量一、电压传输系数T

二、插入衰减A

三、插入相移四、输入驻波比4-8多端口微波网络一、多端口网络的网络参量二、无耗互易三端口的基本特性三、无耗互易四端口的基本特性《微波技术》4-1引言

任何一个微波系统都是由各种微波元件和微波传输线组成的。任何一个复杂的微波系统都可以用电磁场理论和低频网络理论相结合的方法来分析，这种理论称为微波网络理论。(4)微波网络的等效电路及其参量只适用于一个频段。微波网络具有如下特点：(1)对于不同的模式有不同的等效网络结构及参量。通常希望传输线工作于主模状态。(2)电路中不均匀区附近将会激起高次模，此时高次模对工作模式的影响仅增加一个电抗值，可计入网络参量之内。(3)整个网络参考面要严格规定，一旦参考面移动，则网络参量就会改变。《微波技术》4-2波导等效为平行双线

为了定义任意截面沿z方向单模传输的均匀波导参考面上的模式电压和模式电流，一般作如下规定：(1)令模式电压U(z)正比于横向电场ET

；模式电流I(z)正比于横向磁场HT

。(2)模式电压与模式电流共轭的乘积等于波导传输的复功率。(3)模式电压与模式电流之比等于模式特性阻抗。《微波技术》4-2波导等效为平行双线归一化阻抗故归一化电压和电流的定义为复功率《微波技术》4-2波导等效为平行双线

等效双线上的电压和电流可写成入射波和反射波之和，即电压、电流进行归一化即《微波技术》4-2波导等效为平行双线归一化入射波电压模的平方正比于入射波功率，即归一化反射波电压模的平方正比于反射波功率，即双线上传输的有功功率PL等于《微波技术》4-3微波元件等效为微波网络参考面的位置可以任意选，但必须考虑以下两点：

（1）单模传输时，参考面的位置应尽量远离不连续性区域，这样参考面上的高次模场强可以忽略，只考虑主模的场强。

（2）选择参考面必须与传输方向相垂直，这样使参考面上的电压和电流有明确的意义。如果参考面位置改变，则网络参数也随之改变。一、网络参考面的选择注意《微波技术》4-3微波元件等效为微波网络

对于单模传输情况来说，微波网络的外接传输线的路数与参考面的数目相等。如图所示。

微波元件及其等效网络《微波技术》4-3微波元件等效为微波网络

微波元件对电磁波的控制作用是通过微波元件内部的不均匀区(不连续性边界)和填充媒质的特性来实现的。将不均匀区等效为微波网络，需要用到电磁场的唯一性原理和线性叠加定理。由线性叠加定理，对于n端口线性网络，

满足式中Zmn为阻抗参量，若m=n称它为自阻抗，若m

n称它为转移阻抗。二、不均匀区等效为微波网络《微波技术》4-3微波元件等效为微波网络如果n端口网络的各个参考面上同时有电压作用时式中Ymn为导纳参量，若m=n称它为自导纳，若m

n称它为转移导纳。《微波技术》4-3微波元件等效为微波网络三、

微波网络的特性按网络的特性进行分类

1.线性与非线性网络2.可逆与不可逆网络3.无耗与有耗网络4.对称与非对称网络按微波元件的功能来分

1.阻抗匹配网络2.功率分配网络3.滤波网络4.波型变换网络(一)微波网络的分类

《微波技术》4-3微波元件等效为微波网络(二)微波网络的性质对于对称网络，则有(1)(2)(3)对于无耗网络，网络的全部阻抗参量和导纳参量均为纯虚数，即有对于可逆网络，则有下列互易特性《微波技术》4-4二端口微波网络一、二端口微波网络的网络参量

在各种微波网络中，二端口微波网络是最基本的。例如：衰减器、移相器、阻抗变换器和滤波器等均属于二端口微波网络。

表征二端口微波网络特性的参量可以分为两大类：

1.反映网络参考面上电压与电流之间关系的参量。2.反映网络参考面上入射波电压与反射波电压之间关系的参量，如图所示。《微波技术》4-4二端口微波网络(一)阻抗参量、导纳参量和转移参量1.

阻抗参量用T1和T2两个参考面上的电流表示两个参考面上的电压，其网络方程为各阻抗参量元素定义如下表示T2面开路时，端口(1)的输入阻抗；表示T1面开路时，端口(2)的输入阻抗；表示T1面开路时，端口(2)至端口(1)的转移阻抗；表示T2面开路时，端口(1)至端口(2)的转移阻抗。

《微波技术》4-4二端口微波网络特性阻抗归一化

T1和T2参考面上的归一化电压和归一化电流分别为归一化归一化阻抗参量为《微波技术》4-4二端口微波网络2.导纳参量用T1和T2两个参考面上的电压表示两个参考面上的电流，其网络方程为各导纳参量元素定义如下

表示T2面短路时，端口(1)的输入导纳；表示T1面短路时，端口(2)的输入导纳表示T1面短路时，端口(2)至端口(1)的转移导纳；

表示T2面短路时，端口(1)至端口(2)的转移导纳。《微波技术》4-4二端口微波网络

如果T1和T2参考面所接传输线的特性导纳分别为Y01和Y02，则归一化表示式为《微波技术》4-4二端口微波网络3.转移参量

用T2面上的电压、电流来表示T1面上的电压和电流的网络方程，且规定电流流进网络为正方向，流出网络为负方向。则有转移参量的定义为

表示T2面开路时，端口(2)至端口(1)的电压转移系数；表示T2面短路时，端口(2)至端口(1)的转移阻抗；表示T2面开路时，端口(2)至端口(1)的转移导纳；表示T2面短路时，端口(2)至端口(1)的电流转移系数。《微波技术》4-4二端口微波网络归一化方程

《微波技术》4-4二端口微波网络(二)散射参量和传输参量

不管电路如何变化，信号源输出功率可以设法保持不变，而且很容易得到匹配的终端负载。1.散射参量

二端口网络参考面T1和T2面上的归一化入射波电压和归一化反射波电压应用叠加原理，可以用两个参考面上的入射波电压来表示两个参考面上的反射波电压，其网络方程为《微波技术》4-4二端口微波网络散射参量的定义为

表示T2面接匹配负载时，T1面上的电压反射系数；

表示T1面接匹配负载时，T2面至T1面的电压传输系数；表示T2面接匹配负载时，T1面至T2面的电压传输系数；表示T1面接匹配负载时，T2面上的电压反射系数。《微波技术》4-4二端口微波网络2.传输参量

用T2面上的电压入射波和反射波来表示T1面上的电压入射波和反射波，其网络方程为矩阵形式为

表示T2面接匹配负载时，T1面至T2面的电压传输系数的倒数，其余参量没有直观的物理意义。

《微波技术》4-4二端口微波网络二、二端口微波网络参量的性质一般情况下，二端口网络的五种网络参量均有四个独立参量，但当网络具有某种特性(如对称性或可逆性等)时，网络的独立参量个数将会减少。(一)可逆网络如前所述，可逆网络具有互易特性

其他几种网络参量的互易特性为

《微波技术》4-4二端口微波网络(二)对称网络一个对称网络具有下列特性其他几种网络参量的对称性为

由此可见，一个对称二端口网络的两个参考面上的输入阻抗、输入导纳以及电压反射系数等参量一一对应相等。《微波技术》4-4二端口微波网络(三)无耗网络

利用复功率定理和矩阵运算可以证明，一个无耗网络的散射矩阵一定满足“么正性”，即或写成

代入得《微波技术》4-5基本电路单元的参量矩阵

通常，一个较复杂的微波网络是由几个简单网络组成的。最常见的电路单元有串联阻抗、并联导纳、均匀传输线和理想变压器，如图所示。

常用基本电路单元《微波技术》4-6二端口微波网络的组合及参考面移动的影响一、二端口微波网络的组合

通常，一个复杂的微波系统是由若干个简单电路(或元件)按一定方式连接而成的。

1.

级联方式

如图所示，有两个二端口网络N1和N2，现按级联方式将其组合起来。设两个网络的转移矩阵分别为[A]1和[A]2，组合后所构成的新二端口网络N的转移矩阵为[A]。二端口网络的级联

《微波技术》4-6二端口微波网络的组合及参考面移动的影响

对于网络N1，有

对于网络N2，有对于网络N，则有《微波技术》4-6二端口微波网络的组合及参考面移动的影响

于是可得若有n个二端口网络相级联，则级联后新二端口网络的转移矩阵为级联后新二端口网络的传输矩阵为《微波技术》2.串联方式

如图所示。

二端口网络的串联新二端口网络的阻抗矩阵为n个二端口网络相串联，则串联后新二端口网络的阻抗矩阵为

《微波技术》4-6二端口微波网络的组合及参考面移动的影响3.并联方式

如图所示。

组合后新二端口网络的导纳矩阵为若有n个二端口网络相并联，则并联后新二端口网络的导纳矩阵为《微波技术》二端口网络的并联4-6二端口微波网络的组合及参考面移动的影响二、参考面移动对二端口网络参量的影响

对于二端口网络来说，易用转移矩阵和散射矩阵分析其参考面移动后对网络参量的影响。

1.参考面移动对转移矩阵的影响

参考面移动后的网络转移矩阵为移动后的[A]0

与移动前的[A]的关系为二端口网络的参考面移动

《微波技术》4-6二端口微波网络的组合及参考面移动的影响二、参考面移动对散射矩阵的影响

上式可以简写成如果新的参考面是由原参考面向里(网络方向)移动得到的《微波技术》4-6二端口微波网络的组合及参考面移动的影响4-7二端口微波网络的工作特性参量

对于二端口网络来说，常用的工作特性参量有电压传输系数T、插入衰减A、插入相移

以及输入驻波比

。T即为网络散射参量S21，即一

、电压传输系数T电压传输系数T定义为：网络输出端接匹配负载时，输出端参考面上的反射波电压与输入端参考面上的入射波电压之比，即可逆二端口网络

《微波技术》4-7二端口微波网络的工作特性参量二、插入衰减A

插入衰减A定义为：网络输出端接匹配负载时，网络输入端的入射波功率Pi与负载吸收功率PL之比，即由此可见，插入衰减等于电压传输系数平方的倒数。对于可逆二端口网络，则有《微波技术》4-7二端口微波网络的工作特性参量三、插入相移

插入相移

定义为：网络输出端接匹配负载时，输出端的反射波对输入端的入射波的相移。因此根据定义，有对于可逆网络《微波技术》4-7二端口微波网络的工作特性参量四、

输入驻波比

输入驻波比

定义为：网络输出端接匹配负载时，输入端的驻波比。当输出端接匹配负载时，输入端反射系数即为S11，所以有或对于可逆无耗网络，仅有反射衰减，因此插入衰减与输入驻波比有下列关系《微波技术》4-8多端口微波网络

描述多端口微波网络的参量矩阵只有阻抗矩阵、导纳矩阵和散射矩阵三种。n端口网络各端口参考面上电压和电流关系的矩阵方程为或简写成

《微波技术》4-8多端口微波网络散射参量矩阵方程为

或简写成

若n端口微波网络可逆，则网络参量矩阵具有下述性质若n端口微波网络的端口j与端口k在结构上对称，则网络参量具有下述性质《微波技术》第五章常用微波元件5-1引言5-2波导中的电抗元件一、电容膜片二、电感膜片三、谐振窗四、螺钉5-3连接元件和终端负载一、连接元件二、终端负载《微波技术》第五章常用微波元件5-4衰减器和移相器一、衰减器二、移相器5-5阻抗变换器一、单节

/4阻抗变换器二、多节阶梯阻抗变换器三、渐变线阻抗变换器5-6定向耦合器一、定向耦合器的技术指标《微波技术》第五章常用微波元件

二、波导型定向耦合器三、平行耦合线定向耦合器四、分支定向耦合器5-7

微带功分器5-8波导匹配双T

一、波导的T形接头二、普通双T和匹配双T5-9微波滤波器一、利用四分之一波长传输线并联电抗元件的滤波器二、利用高、低阻抗线构成的滤波器《微波技术》第五章常用微波元件5-10微波谐振器一、谐振器的电磁能量关系及品质因数Q

二、同轴谐振腔三、矩形谐振腔四、圆柱谐振腔五、微带谐振器六、谐振腔的等效电路《微波技术》5-1引言

微波元件的功能在于对微波信号进行各种变换，按其变换性质可将微波元件分为如下三类。一、线性互易元件

凡是元件中没有非线性和非互易性物质都属于这一类。常用的线性互易元件包括：匹配负载、衰减器、移相器、短路活塞、功分器、微波电桥、定向耦合器、阻抗变换器和滤波器等。二、线性非互易元件

这类元件中包含磁化铁氧体等各向异性媒质，具有非互易特性，其散射矩阵是不对称的。但仍工作于线性区域，属于线性元件范围。常用的线性非互易元件有隔离器、环行器等。《微波技术》5-1引言三、非线性元件

这类元件中含有非线性物质，能对微波信号进行非线性变换，从而引起频率的改变，并能通过电磁控制以改变元件的特性参量。常用的非线性元件有检波器、混频器、变频器以及电磁快控元件等。