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《《微波技術(shù)與天線》PPT課件》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、多口元件Multi-PortElement多于雙端口的元件稱為“多端口”。上節(jié)課講的S參數(shù)對于雙端口很有效，它適用于任何端口，沒有傳輸與非傳輸之分，也沒有哪個端口傳輸之分。多口網(wǎng)絡(luò)在微波工程中承擔分路(功率分配)、和差、環(huán)行、耦合等等重要功能。如圖：假設(shè)有N個端口。我們大概就用這樣一個S矩陣來分析多端口元件。多口元件它的物理概念非常清楚，由入射進去的激勵波a1,a2……an，通過網(wǎng)絡(luò)，出來變成b1,b2……bn。因此上面矩陣可以簡化為[S][a]=[b]。注意可以見[s]看成廣義的反射系數(shù)，[a]看成廣義的入射波，[b]看成廣義反
2、射波，它的物理概念就是入射波通過反射系數(shù)變成了反射波。多口元件多口元件就其功能來說主要分為四個功能，第一個功能我們叫做分路（功率分配）、和差、環(huán)形、耦合等。多口元件1、分路元件：（功率分配）多口元件分路元件：發(fā)射機出來，一分為二，再一分為二就變成四，再分就變成八。端口顯然多于兩個端口。2、環(huán)行元件：多口元件環(huán)行：環(huán)行是三口網(wǎng)絡(luò)最典型的器件。它可以從1端口到2端口，從2端口到3端口，這就構(gòu)成環(huán)行器件。環(huán)行網(wǎng)絡(luò)也是多于兩個端口。3、和差元件：多口元件和差元件：它出來兩路，①和②的和用S表示，①和②的差用D表示是。兩端進去，“和”經(jīng)過一
3、個支路，“差”經(jīng)過另外一個支路。在雷達里面比較常用。4、耦合元件：多口元件耦合：①是主支路，它除了到下面一路外，還要耦合到上面一個支路。復習雙端口網(wǎng)絡(luò)：【性質(zhì)】：如果端口i和端口j對稱，那么有Sii=Sjj如果網(wǎng)絡(luò)互易，則有Sij=Sji如果網(wǎng)絡(luò)無耗，則[S]+[S]=I多口元件【定理】：反射系數(shù)的網(wǎng)絡(luò)變換定理★對于雙口網(wǎng)絡(luò)有兩個概念要清楚：【概念】1、什么叫S11：2端口匹配，1端口的反射系數(shù)。2、什么叫S21：2端口匹配，1端口向2端口的傳輸系數(shù)。多口元件一、三口網(wǎng)絡(luò)的一般性質(zhì)1.無耗互易網(wǎng)絡(luò)[S]+[S]=[I]具體應(yīng)用互易
4、條件有(16-1)將上述矩陣展開后可分別得到兩組方程，我們稱之為振幅條件和相位條件一、三口網(wǎng)絡(luò)的一般性質(zhì)(16-2)(16-3)[性質(zhì)］無耗互易三端口網(wǎng)絡(luò)不可能同時匹配，即S11=S22=S33=0一、三口網(wǎng)絡(luò)的一般性質(zhì)證明：反證法—如果三個端口都匹配，那么S矩陣可寫作：一、三口網(wǎng)絡(luò)的一般性質(zhì)假定S11=S22=S33=0,可知一、三口網(wǎng)絡(luò)的一般性質(zhì)假定S23=0，那么S12和S13至少有一個為零。假定S12=0帶入振幅條件：不滿足振幅條件，因此可證明無耗互易三端口網(wǎng)絡(luò)的三個端口不可能同時匹配。除了三端口以外，二端口以上的網(wǎng)絡(luò)都可
5、以全匹配。典型的就是環(huán)形器,有兩種典型的理想矩陣對應(yīng)不同的環(huán)行器：一、三口網(wǎng)絡(luò)的一般性質(zhì)2.無耗非互易三口網(wǎng)絡(luò)無耗非互易網(wǎng)絡(luò)：Sij≠Sji［性質(zhì)］無耗非互易三口網(wǎng)絡(luò)的三個端口可以完全匹配。一、三口網(wǎng)絡(luò)的一般性質(zhì)【例1】用環(huán)行器做為隔離器，這是由于環(huán)行器可以做得非常小，而隔離器不行，因此通信中經(jīng)常采用環(huán)行器做為隔離器適用。環(huán)形元件：由于3對外接匹配負載，因此對外只有1,2兩個口，如圖，1到2傳輸，構(gòu)成隔離器。一、三口網(wǎng)絡(luò)的一般性質(zhì)分析：根據(jù)前面將的S參數(shù)網(wǎng)絡(luò)矩陣可知：整理可得：①一、三口網(wǎng)絡(luò)的一般性質(zhì)②3端口反射系數(shù)對于負載來說，
6、a3是反射波，b3是入射波。③將三端口網(wǎng)絡(luò)等效成二端口網(wǎng)絡(luò)：根據(jù)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)可知：b1=a3，反射系數(shù)，以及b3=a2可得：一、三口網(wǎng)絡(luò)的一般性質(zhì)寫成矩陣形式：這是三端口接負載以后對外兩端口的矩陣。根據(jù)表示端口2向端口1的傳輸，因此，表示端口2向端口1幾乎沒有傳輸，S21=1而表示1端到2端幾乎全部傳輸。因此它是個非常好的隔離器，如果放在發(fā)射機或接收機前面會起到一個很好的保護作用。一、三口網(wǎng)絡(luò)的一般性質(zhì)【例2】分路、和差元件（也是重點內(nèi)容，經(jīng)常用到）。第一種：E面T—接在寬面上（串聯(lián)）。一、三口網(wǎng)絡(luò)的一般性質(zhì)第二種：H面T接在窄面上（
7、并聯(lián)）一、三口網(wǎng)絡(luò)的一般性質(zhì)二、三口元件1.E面T和H面T—分路元件E面TH面T串接元件并接元件①端輸入，②和③端功率平分，相位相反。用于和差：②和③同相等幅輸入，①端無輸出；②和③反相等幅輸入，①端輸出最大。④端輸入，②和③端功率平分相位相同。用于和差：②和③端同相等幅輸入，④端輸出最大；②和③端反相等幅輸入，④端無輸出。二、三口元件2.鐵氧體環(huán)行器——環(huán)行元件理想s矩陣[例1]理想環(huán)行器端口③接匹配負載，即可構(gòu)成二端口隔離器。二、三口元件[解]由［S］參數(shù)定義寫出而，計及這一條件即可導得寫出雙口網(wǎng)絡(luò)的［S］矩陣(20-5)只要
8、?L很小，即可得到典型的隔離器。三、四口網(wǎng)絡(luò)的一般性質(zhì)1.定向耦合網(wǎng)絡(luò)定向耦合網(wǎng)絡(luò)是一種常用的四端口網(wǎng)絡(luò)，它一般規(guī)定,是無耗互易網(wǎng)絡(luò),每對端口相互隔離:(20-6)其中一對匹配:(20-7)符合上述條件的即可稱為定向耦合器，其［S］矩陣是三、四口網(wǎng)
