第六章微波振荡器

振荡器的原理和设计方法分析和设计振荡器有两种常用的理论：正反馈理论和负阻振荡理论。

正反馈理论是将振荡器从电路上分为基本放大器和反馈网络两部分，从工作过程上分为起振到平衡两个阶段。

在微波频段由于各种分布参数和寄生效应的影响，将振荡器严格的分为具体的两部分较为困难，用负阻振荡理论可以很好的解释振荡机理，一般将器件看成一个单端口网络，主要考察端口阻抗而不管网络内部划分成几个部分。

在正反馈理论中，将振荡器在结构上划分为一个放大器和反馈网络两部分，如图2.3-1所示，则该振荡器的闭环传递函数G A可以表示为式2.3-1。

而振荡器有输出无输入，则Vin =0，Vout>0，所以式2.3-1分母为0，即G m(ω)=H A(ω) H F(ω)＝1，设H F(ω)＝H(ω)+j H(ω),放大器为实数增益，则有式2.3-2。

式2.3-2只适用于稳态情况，而在振荡器初始状态，必须有G m(ω)>1,即环路增益必须大于1才能使传递电压逐步增加，但这种增加不是无限制的进行下去，而是最终稳定在频率和功率保持不变的状态，这时满足振荡器的幅度条件和相位条件，即G m(ω)＝1，φm(ω)＝2nπ，(n=0,1,2….)，振荡器最终工作在大信号状态。

振荡器的反馈回路包括振荡器的幅度条件和相位条件，即在某一频率点上将最终满足G m(ω)=H A(ω) H F(ω)＝1，而在其它频率点上任何一个条件不能满足都不能起振。

除此之外，振荡器还必须满足稳定条件。

在振荡器由起振逐步过渡到平衡状态时，如果收到细微的噪声干扰，平衡状态将被破坏，振荡器的工作状态将有两种变化趋势，一个是经放大和反馈的作用，振荡器的工作平衡点远离原来的平衡点，在新的位置达到平衡，而且在干扰消失后不能回到原平衡点。

第二种变化趋势是在受到干扰后，振荡器能在原平衡点附近建立新的平衡，而干扰消失后振荡器能迅速恢复到原来的状态，第二种即是需要的稳定状态。

根据反馈网络的不同，又分为Colpitts 型、Hartley 型和Clapp 型。

微波发生器工作原理微波发生器是一种能够产生微波的设备，它在许多领域都有着重要的应用，比如通信、雷达、医疗设备等。

那么，微波发生器是如何工作的呢？我们来一起了解一下。

首先，微波发生器的核心部件是振荡器。

振荡器是一种能够产生特定频率信号的电路，它通过不断地振荡产生微波。

在微波发生器中，常用的振荡器有两种类型，一种是固态振荡器，另一种是管式振荡器。

固态振荡器是利用固态器件（比如二极管、晶体管等）产生振荡信号的装置。

当外加电压作用在固态器件上时，它们会产生高频振荡，从而产生微波。

固态振荡器具有体积小、功耗低、寿命长等优点，因此在许多微波设备中得到广泛应用。

而管式振荡器则是利用电子管（比如磁控管、行波管等）产生振荡信号的装置。

电子管内部的电子受到电场或磁场的影响而产生运动，从而产生微波。

管式振荡器具有功率大、频率范围广等优点，因此在一些需要较大功率的微波设备中得到应用。

除了振荡器之外，微波发生器还包括频率控制电路、功率放大器等部件。

频率控制电路用于调节微波的频率，使其能够满足不同应用的需求。

功率放大器则用于增强微波的功率，以便微波能够在传输过程中保持较高的信噪比。

总的来说，微波发生器能够工作的关键在于振荡器的振荡原理。

振荡器产生的高频振荡信号经过频率控制和功率放大之后，就成为了我们常见的微波信号。

这些微波信号可以被应用到通信、雷达、医疗设备等领域，发挥着重要的作用。

总结一下，微波发生器通过振荡器产生微波信号，并经过频率控制和功率放大，最终得到我们需要的微波。

它在现代科技领域有着广泛的应用，对于推动科技进步起着重要的作用。

希望通过本文的介绍，能够让大家对微波发生器的工作原理有一个更加深入的了解。

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。