奇模偶模

定向耦合奇模偶模-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述定向耦合是一种特殊的耦合方式，它在电磁波传输中起到了至关重要的作用。

定向耦合器被广泛应用于通信系统、雷达系统和微波电路等领域，以实现信号的传输和控制。

定向耦合器的设计和优化是这些系统中关键的一环，对系统性能的提高有着重要的意义。

在定向耦合器的设计中，奇模和偶模是两个重要的概念。

奇模是指当有一个输入端口有信号输入时，其他未激励的端口上产生的信号响应；而偶模是指当有两个相邻的输入端口有信号输入时，其他未激励的端口上产生的信号响应。

在定向耦合器的工作过程中，奇模和偶模的特性不仅直接影响了耦合的效果，还与定向耦合器的互联性能和参数有一定的关系。

本文将从定向耦合的概念、奇模和偶模的特点以及它们的相互关系等方面进行详细阐述，并探讨定向耦合在实际应用中的价值。

通过对定向耦合的深入研究，我们可以更好地理解定向耦合器的工作原理和性能特点，进一步提高通信系统和雷达系统等领域中的传输效果和控制能力。

在接下来的章节中，我们将逐一探讨定向耦合的各个方面，并通过实例和实验结果进行说明。

通过本文的阅读，相信读者能够对定向耦合具有更深入的理解，并将其应用于实际工程项目中，提升系统的性能和可靠性。

同时，本文也将为相关研究人员提供一些参考，以便于他们在该领域开展更加深入的研究和实践工作。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章结构部分旨在介绍本文的整体组织和内容安排，以便读者更好地理解和阅读本文。

本文按照以下结构展开：第一部分为引言部分。

首先，我们将对定向耦合、奇模和偶模的概念进行简要的介绍，帮助读者了解本文的主要研究领域。

接着，我们将详细描述本文的结构和组织方式，以便读者了解各个章节的内容和目的。

最后，我们将明确本文的目的，即为了传达和探讨定向耦合、奇模和偶模的重要性和应用价值。

第二部分为正文部分。

在本节中，我们将深入探讨定向耦合的概念，并对其特点进行详细阐述。

第六章 定向耦合器、混合电桥与功率分配器§6.1 定向耦合器的基本概念微波定向耦合器是微波系统中应用最广泛的元件之一，它是个四端口网络。

其原理方框图如图（6.1-1）所示，图（a ）是同向定向耦合器，图（b ）是反向定向耦合器。

对于正向定向耦合器，它的工作过程是，当电磁波从端口1输入时，除了一部分电磁能量直接从端口4输出外，同时还有一部分电磁能量从端口3输出，而端口2无输出。

我们将端口3称为耦合口，端口2称为隔离口。

对于反向定向耦合器，当电磁波从端口1输入时，除了一部分电磁能量直接从端口4输出外，同时还有一部分电磁能量从端口2输出，而端口3无输出。

此时端口2为耦合口，端口3为隔离口。

图6.1-1 正向和反向定向耦合器显然，定向耦合器是是一个四端口网络，它的特性可用各种网络参数来描述，对于图（6.1-1）所示的定向耦合器，考虑到网络是互易，对称和无耗的，其散射矩阵为[]⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=11121314121114131314111214131211s s s s s s s s s s s s s s s s s （6.1-1） 在理想情况下，定向耦合器的各端口都是匹配的，即044332211====s s s s对于图（6.1-1a ）所示的正向定向耦合器，当1口输入时，2口没有输出，因此有012=s 根据无耗网络的[]s 矩阵的么正性，有⎪⎩⎪⎨⎧=+=+01*1314*1413214213s s s s s s （6.1-2） 此式表明，该网络的端口3和端口4的输出功率之和等于输入功率，而两个端口输出相位相差900。

由此可以看出，一个互易，无耗，完全对称的四端口网络，可以构成一个理想的900定向耦合器。

这样，正向定向耦合器的散射矩阵变为[]⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=000000001314141313141413s s s s s s s s s （6.1-3）同理，对于图（6.1-1b ）的反向定向耦合器，其散射矩阵为[]⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=000000001214121414121412s s s s s s s s s （6.1-4） 式中12s 与14s 相位上相差900。

基于IPD工艺的微型化高通无反射滤波器的设计徐珊;邢孟江;李小珍;张磊;杨晓东【摘要】设计了一款基于集成无源器件(IPD)技术的微型化高通无反射滤波器.不同于传统滤波器,该滤波器通过吸收阻带信号,阻止反射信号回信号源来实现滤波器的无反射特性.该滤波器电路由一端终止的低通滤波器原型作偶模等效电路、低通滤波器原型的对偶形式作奇模等效电路设计得到.在HFSS中建立滤波器模型并仿真,结果表明该滤波器截止频率为2.58 GHz,带内插入损耗小于0.3 dB,带外吸收大于19.7 dB,带外抑制大于14 dB,整体尺寸仅为1 mm×1 mm×0.1 mm.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2018(051)009【总页数】5页(P2257-2261)【关键词】微型化;高通滤波器;IPD工艺;无反射【作者】徐珊;邢孟江;李小珍;张磊;杨晓东【作者单位】昆明理工大学信息工程与自动化学院,云南昆明 650504;昆明理工大学信息工程与自动化学院,云南昆明 650504;昆明学院信息技术学院,云南昆明650214;昆明理工大学信息工程与自动化学院,云南昆明 650504;昆明理工大学信息工程与自动化学院,云南昆明 650504【正文语种】中文【中图分类】TN7130 引言随着国家经济的快速发展和通信技术的不断进步，移动终端设备向着微型化、高性能的目标转化大势所趋，对其搭载的微波器件也提出了更高要求。

滤波器是通信和无线系统射频前端最重要的器件之一[1]。

传统实现无反射特性的电路，是通过阻带把不希望通过的信号反射回输入端。

在大部分应用中，这些反射回输入端的信号会造成诸如互调产物、增益波动等影响系统性能的问题。

类似混频器的非线性器件对带外信号会产生响应，且对阻带的反射信号高度敏感[2-4]。

为了消除滤波器阻带中确实且普遍存在的反射信号，国内外许多专家进行了专门的研究[5-9]。

2011年，美国国家射电天文台科学家MatthewA. Morgan等首次提出无反射概念，提出了一种基于对称电路设计无反射滤波器的理论，并在此理论基础上采用PCB工艺设计了3 dB带宽为188 MHz，带外抑制60 dB，100 MHz时插入损耗1 dB 的低通无反射滤波器[5]。

1-1 解： f=9375MHz, / 3.2,/ 3.1251c f cm l λλ===>此传输线为长线1-2解： f=150kHz, 4/2000,/0.5101c f m l λλ-===⨯<<此传输线为短线1-3答： 当频率很高，传输线的长度与所传电磁波的波长相当时，低频时忽略的各种现象与效应，通过沿导体线分布在每一点的损耗电阻，电感，电容和漏电导表现出来，影响传输线上每一点的电磁波传播，故称其为分布参数。

用1111,,,R L C G 表示，分别称其为传输线单位长度的分布电阻，分布电感，分布电容和分布电导。

1-4 解： 特性阻抗050Z ====Ω f=50Hz X 1=ωL 1=2π×50×16.65×10-9Ω/cm=5.23×10-6Ω/cmB 1=ωC 1=2π×50×0.666×10×10-12=2.09×10-9S/cm 1-5 解： ∵ ()22j z j z i r U z U e U e ββ''-'=+ ()()2201j z j z i r I z U e U e Z ββ''-'=- 将 2223320,2,42i r U V U V z πβλπλ'===⋅= 代入 33223420220218j j z Ueej j j V ππλ-'==+=-+=-()3412020.11200z Ij j j A λ'==--=- ()()()34,18cos 2j te z u z t R U z e t V ωλπω'=⎛⎫''⎡⎤==- ⎪⎣⎦⎝⎭ ()()()34,0.11cos 2j t e z i z t R I z e t A ωλπω'=⎛⎫''⎡⎤==- ⎪⎣⎦⎝⎭ 1-6 解： ∵Z L =Z 0 ∴()()220j z i r U z U e U β''==()()()212321100j j z z U z e U z e πβ''-''==()()()()611100,100cos 6jU z e V u z t t V ππω'=⎛⎫=+ ⎪⎝⎭1-7 解：210.20.2130j L e ccm fπρρλ-Γ=-=-==Γ+==由 011L L L Z Z +Γ=-Γ 得 0110.2100150110.2L LL Z Z -Γ+===Ω+Γ- 由 ()()()22max 0.20.2j z j z L z e e z πββ-'-''Γ=Γ==Γ= 得 max1max120,7.54z z cm λπβ''-===1-8 解： (a) ()(),1in in Z z z ''=∞Γ= (b) ()()0100,0in in Z z Z z ''==ΩΓ= (c) ()()00012200,3in in in in Z Z Z z Z z Z Z -''==ΩΓ==+(d) ()()02200,1/3in in Z z Z z ''==ΩΓ= 1-9 解： 1 1.21.510.8ρ+Γ===-Γ 0max 0min 75,33Z Z Z Z ρρ==Ω==Ω1-10 解： min2min124z z cm λ''=-= min1120.2,0.514L z ρππβρλ-'Γ===⨯=+min1min120.2j z z L e β'-'Γ=-=Γ ∴ 2420.20.2j jL eeππ⨯-Γ=-=1-11 解： 短路线输入阻抗 0in Z jZ tg l β= 开路线输入阻抗 0in Z jZ ctg l β=- a) 00252063in Z jZ tgjZ tgj πλπλ=⨯=Ω b) 002252033in Z jZ tg jZ tg j πλπλ=⨯=-Ωc) 0173.23in Z jZ ctgj π=-=-Ω d) 02173.23in Z jZ ctg j π=-=Ω1-12 解： 29.7502050100740.6215010013o j L L L Z Z j j e Z Z j -++Γ=Γ====++1-13 解： 表1-41-17 解： 1350.7oj L e Γ= 1-18 解： minmax0.6U K U == min143.2o z β'= 用公式求min1min10min1min111L j tg z K jtg z Z Z Z jtg z jKtg z ρββρββ''--==''-- 0.643.25042.8522.810.643.2oojtg j j tg -==-Ω-⨯ 用圆图求 ()42.522.5L Z j =-Ω短路分支线的接入位置 d=0.016λ时()0.516B =- 最短分支线长度为 l=0.174λ()0.516B =- 1-19 解： 302.6 1.4,0.3,0.30.16100L L lZ j Y j λ=-===+ 由圆图求得 0.360.48in Z j =+ 1824in Z j =+Ω 1.01 1.31in Y j =- ()0.020.026in Y j S =- 1-20 解： 12L Y j =+ 0.5jB j =()()()()0.150.6 1.460.150.60.960.20.320.380.2 1.31 1.54in in in in Y j Y jB j Y j Z j λλλλ=-+=-=+=-∴ 6577in Z j =-Ω 1-21 解： 11 2.5 2.50.20.2L L Y j j Z ===+- 并联支节输入导纳 min 2.5B ctg l β=-=- min 0.061l λ=此时 1/2.5L Z '= 500/2.5200LZ '==Ω（纯电阻） 变换段特性阻抗316Z '===Ω 1-22 解： 1/0.851.34308.66o o L arctg ϕ=-=-=由 max120L z ϕβ'=-= 得 max10.43z λ'= 由 min12L z ϕβπ''=-=- 得 min10.1804L z ϕπλλπ+'== 1-23 解： 原电路的等效电路为由 1in Z j '+= 得 1in Z j '=- 向负载方向等效(沿等Γ图)0.25电长度 得 1in in Z Z ''='则 in in Y Z '''=由in in in Y Y j Z ''''''=+= 得 12in in Y Z j j ''''=-=- 由负载方向等效0.125电长度(沿等Γ图)得 12L Y j =+ 0.20.4L Z j =-1-24 答： 对导行传输模式的求解还可采用横向分量的辅助标位函数法。

电子技术• Electronic Technology62 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】奇偶模分析 反射系数 吸收式滤波器从通信系统到射电天文，滤波器是必不可少的微波元件，几乎所有的微波接收机、发射机和微波试验装备都要求具有滤波的功能。

常用的滤波器是反射式滤波器，是通过把不需要的频率成分的能量反射回信号源而达到滤波的目的，实现频率选择功能。

然而，某些场合却需要使用吸收式滤波器，将带外能量吸收掉。

例如，吸收式滤波器用在大功率发射机上，以保护大功率管，使之避免由反射能量所引起的有害谐振。

高增益的放大器在测试环境下绝对稳定，但在封装环境下带外信号会引起不必要的反馈，使得放大器变得不稳定，而吸收式滤波器的使用将避免此问题的发生。

吸收式滤波器主要作用是将干扰信号，尤其是高频干扰信号的电磁能量转化为热能由吸收负载消耗掉，进而达到滤波效果。

吸收式滤波器主要有两类：一类是从单端原型出发，以双工器或多工器的形式组合导纳曲线互补的不同滤波器来实现通带和阻带的全匹配。

另一类是两个反射式滤波器与两个3dB 定向耦合器相组合，使阻带内反射的能量被耦合吸收。

本文设计新型吸收式滤波器具有体积小、易与有源器件集成，一致性好等优点。

1 吸收式低通滤波器芯片的设计本文采用奇模偶模理论分析得到吸收式滤波器的拓扑结构原型 ，对于一个对称的两端口网络，如果两个端口采用等幅同相的信号进行激励，称之为偶模激励。

此时对称平面可视为理想导磁面，两端口网络关于该平面完全基于GaAs 工艺L 波段吸收式低通滤波器研制文/马文涛 李宏军对称，可以对其任一半进行分析，图1为偶模激励形成的单端口网络，输入反射系数称为偶模反射系数，用Γe 表示，即Γ1=Γe 。

反之两个端口采用等幅反相的信号进行激励称为奇模激励。

此时对称平面可视为理想导电面，两端口网络关于该平面完全对称，同样可以取其中的一半来进行分析，如图2所示。