微波重要知识点提要(修复的)
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《微波技术基础》课程学习知识要点第一章 学习知识要点1.微波的定义— 把波长从1米到0.1毫米范围内的电磁波称为微波。
微波波段对应的频率范围为: 3×108Hz ~3×1012Hz 。
在整个电磁波谱中,微波处于普通无线电波与红外线之间,是频率最高的无线电波,它的频带宽度比所有普通无线电波波段总和宽10000倍。
一般情况下,微波又可划分为分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波四个波段。
2.微波具有如下四个主要特点:1) 似光性、2) 频率高、3) 能穿透电离层、4) 量子特性。
3.微波技术的主要应用:1) 在雷达上的应用、2) 在通讯方面的应用、3) 在科学研究方面的应用、4) 在生物医学方面的应用、5) 微波能的应用。
4.微波技术是研究微波信号的产生、传输、变换、发射、接收和测量的一门学科,它的基本理论是经典的电磁场理论,研究电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法。
一种是“场”的分析方法,即从麦克斯韦方程出发,在特定边界条件下解电磁波动方程,求得场量的时空变化规律,分析电磁波沿线的各种传输特性;另一种是“路”的分析方法,即将传输线作为分布参数电路处理,用克希霍夫定律建立传输线方程,求得线上电压和电流的时空变化规律,分析电压和电流的各种传输特性。
第二章 学习知识要点1. 传输线可用来传输电磁信号能量和构成各种微波元器件。
微波传输线是一种分布参数电路,线上的电压和电流是时间和空间位置的二元函数,它们沿线的变化规律可由传输线方程来描述。
传输线方程是传输线理论中的基本方程。
2. 均匀无耗传输线方程为()()()()d U z dz U z d I z dzI z 2222220-=-=ββ 其解为 ()()()U z A e A e I z Z A e A e j z j zj z j z=+=---120121ββββ 对于均匀无耗传输线,已知终端电压U 2和电流I 2,则:对于均匀无耗传输线,已知始端电压U 1和电流I 1,则:()()⎪⎭⎪⎬⎫+=+= sin cos sin cos 022022Z z jU z I z I z Z jI z U z U ββββ其参量为 Z L C 000=,βπλ=2p ,v v p r =0ε,λλεp r=03. 终端接的不同性质的负载,均匀无耗传输线有三种工作状态: (1) 当Z Z L =0时,传输线工作于行波状态。
微波技术与天线复习提纲第一章 绪论第二章 传输线理论1 无损耗传输线方程解的表达式及物理意义。
2 长线理论中,有哪三套参量来描述传输状态?它们之间有何关系?3 传输线的三种工作状态及其特点。
4 相速和相波长的计算公式。
5 用阻抗圆图(或导纳圆图)计算传输线的输入阻抗、反射系数、驻波系数等参量,使用圆图应注意的问题。
6 什么是特性阻抗0Z 、波阻抗η、输入阻抗i Z ?第三章 微波传输系统1 TE 波、TM 波、TEM 波的特点及波阻抗表达式。
2 色散波与无色散波的特性比较,以及填充介质后公式的修改。
3 在色散系统中,例如波导中,什么叫工作波长λ、截止波长c λ和波导波长g λ?它们之间有何区别和联系?4 矩形波导中的波形如何标法?波型指数m 、n 有何意义?TE 、TM 波的m 、n 有何规定?5 简要说明矩形波导中,10TE 波场结构的特点及传输参量。
6 矩形波导的传输条件是什么?7 圆波导中波型指数n 、i 的意义及截止波长表达式。
8 同轴线中主型波是什么?为保证单模传输,应如何选择同轴线尺寸?第四章 微波网络1矩形波导10TE 波的等效阻抗公式。
2 S 矩阵、A 矩阵是如何定义的?S 矩阵各矩阵元的物理意义是什么?3 互易网络、无损耗网络、互易无损耗网络的S 矩阵的性质。
4 表4-2,简单双口网络的A 矩阵、[]A 矩阵。
5 当n 口网络参考面移动时,网络[S]的矩阵如何变化?6 n 级双口网络的[A]有何性质?第五章 微波元件1 匹配负载的功能及传输。
2 分析同轴线S 型扼流活塞的工作原理。
3 什么叫E-T 、H-T 接头,有何特性?4 什么叫魔T ,有哪些特性?魔T 的散射矩阵的推导,有何应用?5 微波电桥、同轴S 型扼流活塞、旋转极化式衰减器的工作原理。
第1章概论1微波与射频概念、微波与射频的特点、微波通信系统 第2章电磁场与电磁波的基本理论1、麦克斯韦方程组的微分形式和积分形式及其意义。
能化简到波动方程。
(注意复数形式)2、介质本构方程 (D,J,B,H 、等之间的关系,注意线性媒介的特点)3、坡印廷定理 注意无界均匀电介质中,表征能量流的矢量S 与E ,H 之间的关系。
特别注意η本征阻抗。
4、波动方程 建议自行推到一次,注意得到波动方程的简化条件。
(可以用数学变换方式推到(如傅里叶变换)。
5、介质中的平面波、自由空间中的平面波、导电媒质中的平面波 注意复介电常数(2.6.4)和传播常数γ,相位常数β,波长λ等参数之间的关系。
6、波的极化 1)线极化波2)椭圆极化波3)圆极化波等几种极化的特点。
计算:1)能对理想空间中的电磁波传输参量的计算,如给定E 算H ,或给定H 算E 。
习题2.5给定H 算E 。
第3章传输线理论认真推导、理解以下公式,并能熟练应用)](1[)()]()([122)()](1)[()()(22)(00000000d Z d V d V d V Z e Z Z I V e Z Z I V d I d d V d V d V e Z I V e Z I V d V d j L L d j L L dj L L d j L L Γ-=-=--+=Γ+=+=-++=+-+-+-+-ββββdtg jZ Z d tg jZ Z Z d I d V d Z L L in ββ++==000)()()( )(1)(1)()()(0d d Z d I d V d Z in Γ-Γ+==)2(2200200)(d j L d j L dj L L d j L L L L L e e e Z Z Z Z e Z I V Z I V VV d βφβββ----+-Γ=Γ=+-=+-==ΓL Lj L j L L L L L e e Z Z Z Z Z Z Z Z φφΓ=+-=+-=Γ0000]1[1)(]1[)()2(0)2(d j L dj L d j L d j L L L e e V Z d I e e V d V βφββφβ--+--+Γ-=Γ+= 212)]2cos(21[)(d V d V L L L Lβφ-Γ+Γ+=+ LL d V d V VSWR Γ-Γ+==11)()(minmax通常选取驻波最小点距负载的距离用m in d 表示,此时有: ]1)[()(m in m in L d V d V Γ-=+]1)[()(min min L d I d I Γ+=+所以: V S W RZ d I d V d I d V d Z L L in 0min min min min min ]1)[(]1)[()()()(=Γ+Γ-==++通常选取驻波最大点距负载的距离用max d 表示,此时有。
微波炉维修培训资料
一、 故障分类:
1、机械故障
2、电气故障
3、软件故障
4、操作不当
5、外观问题
以上故障当中以电气件故障最为常见,操作不当或不会操作在报修中也占相当大比重,机械故障和外观问题一般出现在新买的机器和使用年限较长的机器当中在维修比例当中相对不多。
二、 故障判断原则:
1、维修人员在上门服务之前首先必须了解报修机器的故障现象,并初步判断出故障的可能部件,从而减少因配件未带齐造成的二次上门给用户造成的不良印象;
从维修的角度来讲,要想准确判断出故障部件必须了解详细的故障现象,以下内容是接报修电话的人员必须做的事情,1、问清楚机器型号及购买年限 2、机器故障现象及指导用户进行简单的自行检查,3、如报修的问题不是自行检查所提出的问题则要详细记录故障现象,以及故障是在使用过程中出现还是在开始使用时出现;下面是简单的自行检查指导:
机械式微波炉: 不工作
无电 电源问题 否 顺时针定时时间太短 否 约定上门维修
不加热 炉灯风扇工作 电源电压太低 否 金属屏蔽器皿 否 低火力档短时工作否 上门维修
电子式微波炉: 不工作 无电 电源问题 否 约定上门维修
不加热 炉灯风扇工作 电源电压太低 否 金属屏蔽器皿 否 门未关好 否 上门维修
加热不均 同时加热两个器皿 否 同时加热两种不同质地的食物 否 温差很大 是 上门维修
加热慢 金属器皿 否 炉腔食物残渣较多 否 冷冻结冰食物 否 明显加热时间长 是 上门维修
噪音 台面不平 否 受外力损坏 否 机器外壳与周围物体有接触 否 异常或较大响声 是 上门维修
2、部件、启动以后出故障重点检查高压部件原则检查维修。
下表是维修时的一些故障现象及检查维修方法:可能原因一般按1 2 3顺序排除。
微波技术与天线复习提纲第一章均匀传输线1、微波传输线微波传输线试用以传输微波信息和能量的各种形式的传输系统的总称,它的作用是引导电磁波沿一定的方向传输,因此又称为导波系统,其所引导的电磁波又成为导行波。
2、均匀传输线一般将截面尺寸、形状、媒质分介、材料及边界条件都不变的导行波系统称为规则导行系统,又称为均匀传输线。
微波传输线的分类:①双导体传输线②波导③介质传输线3、均匀传输线方程4、均匀传输线方程的解传输线边界条件通常有以下三种:5、传输线工作特性参数传输线工作特特性参数主要有特性阻抗,传播常数,相速与波长。
特性阻抗:将传输线上导行波的电压和电流值比定义为传输线的特性阻抗,用Z0来表示。
它与工作频率有关,由传输线自身分布参数决定,与负载和电源无关。
传播常数:相速Vp与波长:传输线上相速定义为电压电流入射波(或反射波)等相位面沿传播方向的传输速度,6、传输状态参量传输线状态参量主要有输入阻抗,反射系数,驻波比等。
反射系数:定义传输线上任意一点z处的反射波电压(或电流)与入射电压(或电流)之比为电压(电流)反射系数。
入射阻抗与反射系数的关系:当z=0时,Γ(0)=Γ1,则终端负载阻抗Z1与终端反射系数Γ1的关系为:Γ1=(Z1-Z0)/(Z1+Z0)驻波比:ρ=|U|max /|U|min其行波系数为:K=1/ρ7、行波状态行波状态就是反射系数的传输状态,此时的反射系数Γ1=0,而负载阻抗等于传输线的特性阻抗,即Z1=Z0,也可以称此时的负载为匹配负载。
8.纯驻波状态纯驻波状态就是全反射状态,即终端反射系数Γ1=1。
9.行驻波状态10.传输线上的损耗可分为回波损耗和插入损耗回波损耗:(α=0),插入损耗:(α=0)..11.阻抗匹配分别是负载阻抗匹配,源阻抗匹配,共轭阻抗匹配。
负载阻抗匹配是负载阻抗等于传输线的特性阻抗的情形;电源内阻等于传输线特性阻抗时,电源和传输线是匹配的,这种电源称之为匹配电源。
第一章引论微波是指频率从300MHz到3000GHz范围内的电磁波,相应的波长从1m到0.1mm。
包括分米波(300MHz到3000MHz)、厘米波(3G到30G)、毫米波(30G 到300G)和亚毫米波(300G到3000G)。
微波这段电磁谱具有以下重要特点:似光性和似声性、穿透性、信息性和非电离性。
微波的传统应用是雷达和通信。
这是作为信息载体的应用。
微波具有频率高、频带宽和信息量大等特点。
强功率—微波加热弱功率—各种电量和非电量的测量导行系统:用以约束或者引导电磁波能量定向传输的结构导行系统的种类可以按传输的导行波划分为:(1)TEM(transversal Electromagnetic,横电磁波)或准TEM传输线(2)封闭金属波导(矩形或圆形,甚至椭圆或加脊波导)(3)表面波波导(或称开波导)导行波:沿导行系统定向传输的电磁波,简称导波微带、带状线,同轴线传输的导行波的电磁能量约束或限制在导体之间沿轴向传播。
是横电磁波(TEM)或准TEM波即电场或磁场沿即传播方向具有纵向电磁场分量。
开波导将电磁能量约束在波导结构的周围(波导内和波导表面附近)沿轴向传播,其导波为表面波。
导模(guided mode ):即导波的模式,又称为传输模或正规模,是能够沿导行系统独立存在的场型。
特点:(1)在导行系统横截面上的电磁场呈驻波分布,且是完全确定的,与频率以及导行系统上横截面的位置无关。
(2)模是离散的,当工作频率一定时,每个导模具有唯一的传播常数。
(3)导模之间相互正交,互不耦合。
(4)具有截止频率,截止频率和截止波长因导行系统和模式而异。
无纵向磁场的导波(即只有横向截面有磁场分量),称为横磁(TM)波或E波。
无纵向电场的导波(即只有横向截面有电场分量),称为横电(TE)波或H波。
TEM波的电场和磁场均分布在与导波传播方向垂直的横截面内。
第二章传输线理论传输线是以TEM模为导模的方式传递电磁能量或信号的导行系统,其特点是横向尺寸远小于其电磁波的工作波长。
绪论1、微波是电磁波谱中介于超短波与红外线之间的波段。
频率(300MHz —3000GHz)。
波长(1m—0.1mm )微波分为:分米波、厘米波、毫米波、亚毫米波。
特点:似光性、穿透性、热效应特性、宽频带特性、散射性、抗低频干扰特性视距传播性、分布参数的不确定性、电磁兼容和电磁环境污染。
第一章2、微波传输线:是用以传输微波信息和能量的各种形式传输系统的总称3、T EM波指①无纵向电磁场分量的电磁波称为横电磁波②电矢量和磁矢量都与传播方向垂直TE波指电矢量与传播方向垂直,或者说传播方向上没有电矢量TM波是指磁矢量与传播方向垂直4、特性阻抗:传输线上导行波电压与电流的比值:①Z0= U:)(定义式),乙=厝恰(推出来的),仅由传输线自身的分布参数决定而与负载及信号源无关。
②对于均匀无耗传输线:Z0 =.;③平行双导线传输线的特性阻抗:Z0 =〕丝|门(d为传输线直径,D为间距,E r为相对介电常数,常用的特… d 性阻抗:250 Q , 400 Q , 600 Q )^In b(a,b分别为内外导体半径,常用的特性阻抗:④无耗同轴线的特性阻抗:Z0=50 Q , 75 Q);r :'5、传播常数Y是描述传输线上导行波沿导波系统传播过程中衰减和相移的参数。
, 是衰减常数,dB/m。
是相移常数,rad/m6、输入阻抗是传输线上任意一点Z处的输入电压与输入电流之比,——7、输入阻抗与特性阻抗的关系:Z in(z)=Z0fj茫8 反射系数:传输线上任意一点反射波电压(电流)与入射波电压(电流)的比值,】u = (定义式)U H6z)推出:«z)= r e42(z,其中=乙一Z° = K|e j°(『1为终端反射系数)乙+ Z0合起来就是:F(z)= - e j(^闵(指任一点的反射系数)对于均匀无耗传输线,】⑵大小均等,沿线只有相位按周期变化,周期为一,也就是一重复性()2 2Z -Z 19、对于-1 1 0,①当乞时,丨=0,此时传输线上任一点的反射系数都等于0,称之为负载匹配②当乙=Z0Z21 *Z0时,有反射波,不匹配1+『()10、输入阻抗与反射系数的关系:Z in(z)二Z00■(知道一个就可以推出其他的)1-r(z)11、驻波比:传输线上波腹点电压振幅与波节点电压振幅的比值为电压驻波比驻波比的取值范围是1:::::;当传输线上 无反射时,驻波比为1,当传输线 全反射时,驻波比趋于 无穷大。
简明微波知识点总结一、微波的产生微波是电磁波的一种,其频率范围通常定义为300MHz至300GHz。
微波的产生主要有以下几种方式:1. 电子运动产生的微波:当高速电子在磁场或者电场中运动时,会产生微波辐射。
这种产生微波的方式叫做“同步辐射”,是一种重要的微波源。
2. 电子射频振荡器产生的微波:电子射频振荡器是一种专门用来产生微波的设备,其工作原理是通过调谐某些特定的谐振频率,使得电子在强电场中振荡产生微波。
3. 微波管放大器:微波管放大器是一种设备,通过将微波信号输入到管中,然后通过电磁场的作用来放大微波信号。
4. 光学激光器产生的微波:激光器可以通过频率加倍或者调制的方式产生微波。
二、微波的特点微波具有一些独特的特性,使得它在很多领域有着广泛的应用:1. 穿透性强:微波在穿透物质时,能力比可见光和红外线更强。
这使得微波可以穿透一些通常不透明的物质,如水、塑料、衣物等。
2. 热效应:微波在物质中的能量损耗主要表现为产生热效应,这种热效应可以被应用于微波加热、烤箱等领域。
3. 反射和折射:微波在遇到边界时,会发生反射和折射现象。
这种特性被广泛应用于雷达、卫星通信等领域。
4. 定向传播:微波可以通过定向天线进行传播,这使得微波通信有着更多的灵活性和可靠性。
三、微波的应用由于微波具有穿透性强、热效应明显、定向传播等特点,使得它在很多领域有着广泛的应用:1. 通信领域:微波被广泛应用于通信领域,如无线电、卫星通信、雷达等。
通过微波通信技术,可以实现远距离、高速、高效率的信息传输。
2. 医疗领域:微波被应用于医学诊断和治疗领域。
如微波成像技术、微波治疗设备等,已经成为现代医疗的重要技术手段。
3. 加热领域:微波加热技术被广泛应用于食品加热、工业加热等领域。
由于微波在物质中的能量损耗主要表现为产生热效应,因此可以实现快速、均匀的加热效果。
4. 安全检测领域:微波成像技术被应用于安全检测领域,如机场安检、建筑结构探测等。
重要知识点绪论1 微波的波长范围和频率范围波长:1m-0.1mm; 频率:300MHZ-3000GHZ ;第一章 传输线理论 1 导行波类型:(1)TEM 波(横电磁波):在导行波传播的方向(纵向)上,没有电磁场分量的电磁波;(2)TE 波(横电波):纵向0z E =,但0z H ≠ (3)TM 波(横磁波):纵向0z H =,但0z E ≠ 2 传输线的分类: (1)双导体传输线;(2)金属波导(矩形波导,圆形波导) (3)介质传输线; 3 传输线方程及其解(1)分析思路:化场为路,使用电阻R 、电导G 、电感L 和电容C 将传输线化为电网络;(2)传输线模型及其坐标系:[注]坐标系以终端为原点,坐标方向从负载至信源; (3)传输线方程的推导和解:理解 4 传输线的特性参数(1)特性阻抗,对于均匀无耗传输线;(2)传播常数j γαβ=+,其中α为衰减常数,β为相移常数;(3)相速p υ与波长λ: p ωυβ=2p f υπλβ== 5 传输线输入阻抗、反射系数和驻波比 输入阻抗000tan tan l in l Z jZ zZ Z Z jZ zββ+=+反射系数()200j zl l Z Z z e Z Z β--=+г反射系数和输入阻抗的关系 ()()11in z Z Z z +=-гг ()00()()in in Z z Z z Z z Z -=+г驻波比 11l lρ+=-гг[注]:证明输入阻抗的/2λ周期性6 无耗传输线的状态分析(1)()0z =г即0l Z Z =处,行波状态; (2)纯驻波状态:1l =±г即0l Z =∞或;(3)行驻波状态:介于行波状态和纯驻波状态之间。
7 Smith 圆图 (1)组成:A 反射系数圆图()j l z e φ=ггB 归一化电阻圆图C 归一化电抗圆图;(2)重要概念A Smith圆图是反射系数圆图,归一化电阻圆图和归一化电抗圆图的合成;B圆图上一点既代表一个归一化阻抗,又代表这个阻抗值对应的反射系数(阻抗和反射系数是一一对应的);λ的周期性,因此在圆图上旋转一圈,即是在传输线C 由归一化阻抗的/2λ的距离;上移动/2D向顺时针方向旋转,相当于从负载端向信源端移动;向逆时针方向旋转,相当于从信源端向负载端移动;E 在旋转时与实轴正半轴交点所对应电阻值为驻波比ρ,与实轴负半轴交点所对应电阻值为1/ρ。
(3)重要的点线面8 阻抗匹配(1)阻抗匹配的作用在微波电路中,若不匹配,将导致严重的反射,降低传输线效率,甚至会击穿传输线。
(2)阻抗匹配的分类 A 终端负载匹配;匹配条件:0l Z Z =;匹配结果:终端负载无反射波B 信源匹配;匹配条件:0g Z Z =匹配结果:信源将吸收传输线中的反射波C 共轭匹配;匹配条件:*in g Z Z =信源输出功率达到最大值(3)阻抗匹配的实现方法(例题讲解) A /4λ的阻抗变换器法 B 并联单支节调配法;第二章 规则金属波导1 规则金属波导要满足的条件:(1)波导管的边界和尺寸沿着轴向不变;(2)波导内填充的介质是均匀、线性、各向同性的; (3)波导管内为时谐场。
2 规则金属波导分析方法:电磁场分析方法,使用麦克斯韦方程和边界条件精确求解波导管内电磁场分布。
3 矩形波导(1)只能存在TE 波和TM 波;(2)截止波数c k =a 和b 为矩形波导长边与宽边长度,m 和n 为矩形波导工作模式的编号; (3)截止波长2c ck πλ==例题讲解)(4)其它重要公式: A相移常数β=B波导波长g λ=C 相速度p v =D 群速度g v =(5)TE 模的最低工作模次是10TE ,TM 模的最低工作模次为11TM ,最低次模的截止波长是最大的。
一般希望波导工作在单模状态下 (5)矩形波导尺寸选择0.7(0.40.5)a b a λ=⎧⎨=-⎩第三章 带状线和微带线1 对微波集成传输元件的基本要求是必须具有平面化结构,以便实现微波集成电路的平面化;2 微带传输线有两种基本结构:带状线和微带线;3 带状线可理解为由同轴线演化而来,传输的主要是TEM 波;4 微带线中存在纵向分量z E 和z H ,但通过微带线的尺寸选择,纵向分量可以很小,因此场结构与TEM 模很相似,被称为准TEM 模。
第四章 微波网络基础 1 微波网络分析的3个问题:(1)确定参考面,将微波网络的均匀区(传输线)和非均匀区(一般而言是不规则的微波元件区域)分隔开;(2)由横向电磁场的分布,定义等效电流I(z)和等效电压U(z),将传输线等效为双导体传输线;(3)将不规则区域化为多端口电网络进行分析 2 微波网络的分类(1)按照端口数分类:单端口,二端口,三端口,四端口; (2)线性和非线性微波网络; (3)互易与非互易网络; (4)有耗与无耗网络; (5)对称与非对称网络。
3 参考面选取的原则 (1)必须是横截面;(2)要尽可能深一点,以便将高次模屏蔽; (3)选择有多种;(4)一旦选定,对应着一个确定参数的电网络,因此不能轻易改变4 将微波传输线等效为双导体传输线,通过坡印廷定理引入等效电流I(z)和等效电压U(z)。
5 对等效电流和等效电压进行归一化:()()/U z U z =()(I z I z =6 二端口网络的分析(1)阻抗矩阵ZT2 面开路(I2 = 0)时, T1 面的输入阻抗定义为T1 面开路(I1 = 0)时, T2 面的输入阻抗定义为T1 面开路(I1 = 0)时,端口(2)至端口(1)的转移阻抗为T2 面开路(I2 = 0)时,端口(1)至端口(2)的转移阻抗为阻抗矩阵的归一化(2)导纳矩阵Y其参数定义和归一化参见阻抗矩阵Z 。
(3)转移矩阵A11121221212222U A U A I I A U A I =+⎧⎨=+⎩ A 转移矩阵的归一化11122122A a a a a A A ⎡⎤⎢⎡⎤⎢=⎢⎥⎢⎣⎦⎢⎢⎣B A 矩阵的性质 (A) 级联性质(P98)对于多个二端口的级联:1=ni i A A =∏总,其中i A 为各级联端口的转移矩阵;(B) 使用转移矩阵A 求输入阻抗11121221212222U A U A I I A U A I =+=+则1端口输入阻抗:1112122111212122222122L in L U A U A I A Z A Z I A U A I A Z A ++===++,其中22L U Z I = 【注】:P99表2-1 简单双端口网络的转移矩阵的A 矩阵(例题2-4) (4)散射矩阵SA 引入散射矩阵S 的原因:Z 、Y 、A 矩阵以等效电流和等效电压为基础,但U 、I 为虚拟的数学概念,不能测量,不具有实际意义。
因此须引入一个可以测量的参数-反射系数为基础的散射矩阵S 。
B 二端口散射矩阵S 的定义11111222211222U S U S U U S U S U -++-++=+=+211101U U S U +-+==,相当于Ⅱ端口阻抗匹配111202U U S U +-+==,相当于Ⅰ端口阻抗匹配222101U U S U +-+==,相当于Ⅱ端口阻抗匹配122202U U S U +-+==,相当于Ⅰ端口阻抗匹配C 散射矩阵S 的归一化(相关例题习题:P107 例2-7及作业题)1111S s =1212S s =2121S s =2222S s =iU ++=ii iI I U ++++====iU --=ii iI IU ---====对任一端口入射波而言,归一化电压值等于归一化电流值;对于反射波而言,归一化电压值等于归一化电流值的相反数。
第五章 微波元器件 1 微波元器件的分类: (1)线性互易元器件; (2)线性非互易元器件; (3)非线性元器件; 2 终端负载元件(1)短路负载:使传输线终端短路,主要指短路活塞,分为接触式短路活塞和扼流式短路活塞;(2)匹配负载:在一段波导的末端放置一块劈型元件,面上附着碳粉,用以吸收微波能量,产生的热能可用散热片或流水元件带走。
(3)失配负载:在传输线上产生反射系数为特定值的驻波场,用于微波测量; 3 微波连接元件 (1)波导接头A 法兰盘:平法兰、扼流法兰;B 扭转元件;C 弯曲元件(2)衰减元件和相移元件:用于改变波导中电磁波的幅度和相位(3)转换接头A 工作模式转换接头:如方圆波导转换器B 极化转换器:改变电磁波极化方式 4 阻抗匹配元件(1)螺钉调配器:广泛应用于低功率微波装置中,实现终端的匹配。
根据调节螺钉的深度,等效为不同的电抗,以实现阻抗匹配; (2)多阶梯阻抗变换器 (3)渐变型阻抗变换器 5 定向耦合器(1)耦合的定义:两个或两个以上的电路元件或电网络之间存在紧密配合和相互影响,并通过相互作用从一侧向另一侧传输能量的现象。
(2)理想的定向耦合器:理想情况下,耦合能量由3端口流出,而4端口没有任何输出功率。
(3)定向耦合器的性能指标 A 耦合度:1310lgP C P = B 隔离度:1410lgP D P = C 定向度:3410lgP D P '= 某定向耦合器的耦合度为33dB ,定向度为24dB ,端口一入射功率为25W ,计算端口二和端口三的输出功率。
(4)双孔定向耦合器的工作原理第六章 天线的辐射与接收1 天线的功能性描述:天线将发射机中的高频电流转化为空间中传播的电磁波(天线的辐射),并可接收空间中的电磁波,将其转化为微波电路中的高频电流(接收);2 天线的5个性能指标:(1)能量转换效率;(2)方向性;(3)极化特性;(4)阻抗匹配;(5)频带宽度3 天线的分类:(1)线天线:构成天线的金属导体远小于波长,适用于长波、中波和短波波段;(2)面天线:由尺寸远大于波长的金属或介质面构成,适用于超短波和微波波段;4 电基本振子的辐射根据参数kr 的取值,可将电基本振子周围的电磁场分为3个区域:(1)1kr ,近场感应区,其坡印廷矢量*1()2S E H =⨯为纯虚数,因此其辐射功率也为纯虚数,辐射功率为无功功率,只有电磁能量的相互转换,而没有有功功率的向外辐射;(2)1kr ,远场辐射区,其坡印廷矢量*1()2S E H =⨯为实数,因此其辐射功率也为实数,辐射功率为有功功率,只有电磁能量的向远方传递,而存在有功功率的向外辐射,且E 和H 都与sin θ成正比,因此辐射具有方向性;(3)处于2区之间,称为菲涅尔区域。
5 辐射功率及电阻对于电基本振子而言,其辐射功率22240()r l P I πλ=可等效为辐射电阻为2280()r l R πλ=。
6 天线的电参数(1)天线的方向图A 方向图是一个三维图形,其坐标为(,,)r P θϕ,其中r P 为归一化辐射功率,可以表示为(,)r P f θϕ=,即为方向图函数;B 一般使用三维方向图的2垂直剖面来表示方向图性质,一般为E 平面或H 平面;C 方向图的组成:主瓣、旁瓣、后瓣D 主要参数:主瓣宽度、旁瓣电平,前后比(2)方向系数D一般指天线最大辐射方向上的辐射功率密度max S 与同输出功率的无方向性天线在同一距离处的辐射功率密度S 的比值。