微波技术基础201X-第四章-微波网络分析ppt课件

➢ 铁氧体的张量磁导率为
1 xx xy 0 jk 0
0
I
0
yx
1 yy 0 jk
0
式中
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0
0 1 0 0 0
0
1
xx
0
1
0m 02 2
jk
0xy
j0
m 02 2
ω0→进动角频率;ωm＝γMs;表征铁氧体饱和磁化 强度的重要参数是4πMs,一般300～5000高斯。
由于电子有自旋运动,外加转矩的作用使 围 B绕着 H 0
不断地转动,称为拉摩进动。忽略阻尼作用时,磁矩的 进动为自由进动。如图所示:
铁氧体元件
磁化强度微扰外恒磁场 H 0的进动方程为
d M M H 0
dt 实际上铁氧体材料总是存在损耗的,损耗使自旋磁矩进 动受到阻尼,此时进动方程改写为:
d M M H M d M
铁氧体元件
平面电磁波在铁氧体中传播特性 假定铁氧体媒质均匀充满无限大空间,平面电磁波的传
播方向z与 H 0一致。沿z传播的平面波的电磁波为
E Ete j z H Hte j z 利用麦克斯韦方程,可求得
2 2 2 k 2 ( k) 2 2 ( k) 2 2 2 ( k) 2
铁氧体元件
当 0 时,由 得知:
k
0(1
m ) 0
, ,
正旋圆极化波的相速为零,波不传播,这种现象称为铁 磁谐振。 注意:左旋波的旋转方向与进动方向相反,在任何频率 上都无法同步,故不发生谐振。因此,铁磁谐振仅对右 旋波而言。——
铁氧体元件
2、 法拉第旋转效应 定义:线性极化波在纵向磁化铁氧体内传播过程中极化 而发生旋转的效应。

实际的微波传输系统可等效为一个微波网络。
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引言
微波网络理论的基本思路
在实际分析中往往不需要了解微波元件的内部结构， 而只关心它对传输系统工作状态的影响。
只要知道了由于插入非均匀区后所引起的反射波和透 射波相对于入射波的振幅和相位，不均匀区的微波网 络特性就唯一地确定了。
微波网络理论的研究目的
10
U (Z )A 1 e jz
I ( z) A1 e j z Ze
Ze
b a Z TE10
1
模式横向分布函数满足：
E120 A12
Ze ZTE10
ab 1 2
h10(x)E A110ZZTeE 10sinax
A1
b 2 E10
唯一确定了TE10模的等效电压和等效电流：U(z) b2E10ejz
P2 1ReSE t H t*ezdS
E t Z w H t e z
（取z从波源端算起的解）
UIejz， U I C H Eddll
P 1 ReUI* 2
U ZcI
ek(x, y)、hk(x, y)：二维实函数, 代表了横向场的模式矢量函
数。
Uk(z)、Ik(z)：一维标量函数, 反映了横向电磁场各模式沿传 播方向的变化规律，称为模式等效电压和模式等效电流。
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均匀导波系统等效为长线
电压、电流和阻抗的归一化
归一电压，归一电流和归一阻抗的引入
归一电压和电流的定义：v V( z),i I( z)
Z0
Z0
zin
v i
V( z )/ I( z )
Z0 Z0
Zin Z0
1 1
归一后传输线该模式的输入阻抗、负载阻抗与反射系

1011 109 108 107 106
102
1 101
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3000GHz — 300GHz — 30GHz — 3GHz（3000MHz）— 300MHz
亚毫米波（THz）毫米波 5厘米波
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分米波
微波:
1 mm to 1 m wavelength. bands: (1 GHz = 109 Hz) •P band: 0.3 - 1 GHz (30 - 100 cm) •L band: 1 - 2 GHz (15 - 30 cm) •S band: 2 - 4 GHz (7.5 - 15 cm) •C band: 4 - 8 GHz (3.8 - 7.5 cm) •X band: 8 - 12.5 GHz (2.4 - 3.8 cm) •Ku band: 12.5 - 18 GHz (1.7 - 2.4 cm) •K band: 18 - 26.5 GHz (1.1 - 1.7 cm) •Ka band: 26.5 - 40 GHz (0.75 - 1.1 cm)
及
Et
j
kc2
[t Ez
Zht H z
zˆ]
(0 形式) 0
Ht
j
kc2
[t H z
Ye zˆ
tEz ]
kc 0
k 2 kc2 2
k
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k 0 k2 kc2 k 1 (kc / k)2
c
k
又由 t Et jzˆHz t Ht j zˆEz
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混合波——
kc2 0
导行系统横向为衰减解形式，场被束缚在导行系统表面——表面波。

延长OA在单位圆上读出
L 26
（2）过A点作等S圆与V m a x线交于B，与 V m线in 交于C，由 B点的 值R 可得 S2.6
由A、C两点所对应的电长度的值可得
mi n0.50.214 0.286
去归一化得
minming1.7 1(6cm )
（3） 的归一化值为 g7.4 460 1.24
计算串或并联时需去归一化
首先对负载阻抗及线长进行归一化
Z 1 Z 1Z c 1 2 .2 j 4 ,Z 2 Z 2Z c 2 0 .6 j 0 .8
l1 l1 g 0.38 l3 l3 g 0.15 l2 l2 g 0.288
a). 求 S1, S2
在阻抗圆图上分别找出 Z 和1 Z所2对应的点 和A 1 ，A 2
数 和S驻波相位 ；（mi3n ）
入阻抗 Z。
处的7输4.4cm
公式计算——直接求解法
画出等效电路图（参考面） 列出公式 写出相应步骤即可
圆图——图表法
（1）负载阻抗的归一化值为 Z L Z LZ 0 ( 1 0 0 j5 0 )5 0 2 j1
在实用阻抗圆图上找出的圆的交点A，如图 L OAOa0.44
YY1'Y2'0.9j2.62
将阻抗圆图视为导纳圆图 ，找出对应的点B，再将 Y
倒换为 Z得 B，'即 Z0.12j0.34
最后，在阻抗圆图（实际又将导纳圆图视为阻抗圆图）
上找出Z 对应的点 B，' 以 为O半B'径作等Γ圆与Vmax线
相交。从交点的 R值读出 S为3
S3 10
C). 求 S和 lmin
lm in0.50.2180.282