微波技术-第6章常用微波元件.
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常用微波元件关键词:微波元件、隔离器、环行器引言:微波元件的功能在于微波信号进行各种变换,按其变换性质可将微波元件分为以下三类: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。
衰减器作为线性互易元件,其频率范围可以从0至26.5GHz, 功率高达2000W。
被应用于民用,军事,航天,空间技术等。
高标准的达到“两高一低”,高功率,高隔离度,低插损。
其频率的范围,主要由客户的需求,从而去定制频率。
以下简单介绍50W功率的同轴衰减器,此衰减值可达到60Db, 频率可为8GHz, 12.4GHz, 18GHz,N型接头。
正面背面侧面二:线性非易元件这类元件中包含磁化铁氧体等各向异性媒介,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。
常用的线性非互易性元件有隔离度、环形器等。
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。
微波元件分类:近年来,为了实现微波系统的小型化,开始采用由微带和集中参数元件组成的微波集成电路,可以在一块基片上做出大量的元件,组成复杂的微波系统,完成各种不同功能。
简要的介绍波导型,同轴型,微带型的产品。
波导隔离器频率范围主要为:2.4-110GHz (具体的频段由客户定制)于衰减器的使用范围类同,主要使用在民用,军事,航天,空间技术等。
同样具备“低插损,高隔离度,高功率”的特性。
优译波导隔离器同轴:A :低频率12MHz 至 1875MHz, 含FM, VHF, UHF 等。
B :700MHz 至26.5GHz, 含GSM, CDMA, WCDMA, LTE, L.S.C.X 波段等。
优译同轴隔离器微带(基片):其频率主要为:1.9 – 27.5GHz分为1-3W的反射功率和3 -10W 的反射功率,其连接形式是Microstrip.产品实图为:优译微带隔离器以上均为常用微波元件的简要介绍。
第6章1、简述天线的功能(概念+4个功能)在无线通信系统中,需要将来自发射机的导波能量转变为无线电波,或将无线电波转变为导波能量,原来辐射和接收无线电波的装装置称为天线。
①天线应能将导波能量尽可能多地转变为电磁波能量.这首先要求天线是一个良好的电磁开放系统, 其次要求天线与发射机或接收机匹配.②天线应使电磁波尽可能集中于确定的方向上, 或对确定方向的来波最大限度的接受, 即天线具有方向性.③天线应能发射或接收规定极化的电磁波, 即天线有适当的极化.④天线应有足够的工作频带.2、名词解释:什么是天线?①作用:在发射部分,将高频导行波转换为空间电波,在接收端,空间电波转换为导行波。
②性能:是能量转换器件、具有定向辐射能力、频率选择特性、极化特性。
③结构:开放。
3、把天线和发射机或接收机连接起来的系统为馈线系统,天线和馈线系统统称天线馈线系统,简称天馈系统。
4、点电基本振子近区场又为准静态场;离天线较远时,近似为0;电场磁场相位差90°,为感应场。
远区场中电基本振子的的远区场是沿着径向外传的横电磁波,远区场又称辐射场。
E/H=120pi,远区场具有与平面波相同的特性。
随着距离增加,辐射场减小。
4、电,磁基本振子具有相同的方向函数,空间相互正交,相位差90°5、天线的电参数有哪些?①主瓣宽度:主瓣宽度是衡量天线的最大辐射区域的尖锐程度的物理量。
在场强方向图中,等于最大场强两点间的宽度,称为半功率波瓣宽度;或将头两个零点之间的角度作为主瓣宽度,即零功率波瓣宽度。
②旁瓣电平: 旁瓣电平是指离主瓣最近且电平最高的第一旁瓣电平, 一般以分贝表示。
③前后比: 前后比是指最大辐射方向(前向)电平与其相反方向(后向)电平之比, 通常以分贝为单位。
④方向系数:方向系数定义为: 在离天线某一距离处, 天线在最大辐射方向上的辐射功率流密度Smax与相同辐射功率的理想无方向性天线在同一距离处的辐射功率流密度S0之比,记为D, 即天线方向系数的一般表达式为6、要使天线方向系数大,不仅要求主瓣窄,还要全空间的旁瓣电平小。
第六章微波元件§6-1 引言在微波系统中,实现对微波信号的定向传输、衰减、隔离、滤波、相位控制、波型与极化变换、阻抗变换与调配等功能作用的,统称为微波元(器)件。
微波元件的型式和种类很多,其中有些与低频元件的作用相似。
如在波导横截面中插入金属膜片或销钉,起类似低频中的电感、电容的作用;沿波导轴线放置适当长度的吸收片,可以起消耗电磁能量的作用,相当于低频中的衰减器;在E面或H面使波导分支,可以起类似于低频中的串联、并联作用,等等。
将若干微导元件组合起来,可以得到各种重要组件。
如在波导中将膜片或销钉放在适当位置,可以构成谐振腔;由适当组合的谐振腔,可以得到不同要求的微波滤波器等等。
但是,有不少微波元件在低频电路中是没有的。
如滤除寄生波的滤除器,波型变换器,极化变换器等。
由于微波属于分布参数系统,因此绝大多数现波元件的分析和设计问题,严格地讲是一个过错整流器的电磁场边值问题。
由于边界条件比较复杂,利用场的方法进行分析,涉及到复杂的电磁理论和应用数学问题,因此是十分繁难的。
只有少数几何形状比较简单的元件才能利用该方法进行严格的求解。
目前,最切实际的方法是以场的物理概念作指导,采用网络的方法(即等效电路法),场、路结合进行分析和综合,最后将所得结果用场结构元件去模拟。
所以,等效电路法是研究微波元件的基本方法。
微波系统是由许多元件和均匀传输线组成的,应力求做到在连接外没有反射,亦即处于阻抗匹配状态。
由于微波元件种类繁多,本章不可能全部涉及,只能选择其中最主要的,作以较详细的论述。
§6-2 终端负载终端我载是一种单口元件。
常用的终端负载有两类,一类是匹配负载,一类是可变短路器。
这些终端装置广泛地用于实验室,以测量微波元件的阻抗和散射参量。
匹配负载是用来全部吸收入射波功率,保证传输系统的终端不产生反射的终端装置,它相当于终接特性阻抗的线。
可变短路器是一种可调整的电抗性负载,是用来把入射波功率全部反射的终端装置。