第十三讲四端口器件.

定向耦合器简介1端口输入的能量在2，3端口输出，4端口隔离功率分配信号监测频率、频谱测量定向耦合器分类传输线种类：波导、同轴线、微带耦合方式：分支线耦合、平行耦合、小孔耦合耦合方向：正定向、反定向定向耦合器的技术指标耦合度：输入端输入功率/耦合端输出功率隔离度：输入端输入功率/隔离端输出功率1310log()PCP3dB为强定向耦合（功分器）20-30dB为弱定向耦合（测量）2141410log()10log()PDSP22113311,22PaPb23110log()CS定向耦合器的技术指标定向系数：耦合端输出功率/隔离端输出功率输入驻波：频带宽度111111SS233144110log()10log()PSDDCPS定向耦合器的网络参数11121314212223243132333441424344[]SSSSSSSSSSSSSSSSS定向耦合器的网络参数11121314122223241323333414243444[]SSSSSSSSSSSSSSSSS互易[][]TSS122113311441233224423443,,,,,,SSSSSSSSSSSS定向耦合器的网络参数11121314122223241323333414243444[]SSSSSSSSSSSSSSSSS对称11223344124313242314,,,.SSSSSSSSSS11121314121114131314111214131211[]SSSSSSSSSSSSSSSSS定向耦合器的网络参数两端口匹配11121314121114131314111214131211[]SSSSSSSSSSSSSSSSS11220SS12131412141313141214131200[]00SSSSSSSSSSSSS定向耦合器的网络参数无耗[][]TSSI222121314**13141214**12141214**12131213||||||1000SSSSSSSSSSSSSSS121314,,0SSS必须有一个为定向耦合器的网络参数正定向221213**12131213||||10SSSSSS140S1213j1212j1313||e||eSSSS13121312221213j-j||||1ee0SS13121312cos0,22，3端口输出功率之和为1端口输入功率。两个非隔离端口输出相位相差/21213:S,Sj令定向耦合器的网络参数1213121313121312000j00000j[]00j00000j0SSSSSSSSS定向耦合器的网络参数反定向221214**12141214||||10SSSSSS130S1213j1212j1313||e||eSSSS14121412221214j-j||||1ee0SS14121412cos0,22，4端口输出功率之和为1端口输入功率。两个非隔离端口输出相位相差/21214:S,Sj令定向耦合器的网络参数12141214141214120000j000j0[]000j000j00SSSSSSSSS特别的：12010j10j01[]20j01j010S3dB耦合器：231110log3S典型定向耦合器典型的定向耦合器是四口网络，①-2是主波导，4-③是副波导，主副波导之间采用孔阵耦合。孔阵定向耦合器典型定向耦合器波导定向耦合器(1)耦合度(2)定向性一般耦合度20dB,10dB,6dB,3dB一般定向性30～40dB愈大愈好。3120log||dBCS314120logdBSDS魔T元件魔Ｔ特性可以看作是E-T和H-T的结合，也可能看作是特殊的3dB桥。[]S120011001111001100魔T魔T111213141211131413131414[]0000SSSSSSSSSSSSS在双T结构中34端口匹配，又称为匹配双T334411220SSSS，由对称性可知：2414SS2313SS定向耦合器的网络参数无耗[][]TSSI33行列*111213141112131412111314121113141313131314141414100001000000001000000001SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS22131313||||112SSS44行列22141414||||112SSS11行列222211121314||||||||1SSSS221112221112||||0||0||0SSSS，魔T元件2端输入时［例2］1端输入时3，4同相输出，2端口隔离3，4反相输出，1端口隔离4端输入时3端输入时1，2同相输出，3端口隔离1，2反相输出，4端口隔离需要注意的是，4端口的相位正负要相对传输线方向选择谐振腔简介RectangularResonator如果说微波传输线充当低频的R、L、C部件，那么微波谐振腔相当于低频振荡电路。这是振荡器、滤波器和耦合器应用中所必须涉及的。介质抽量波长计灵敏测量波滤谐振腔频选图31-1谐振腔应用传输线x、y方向是驻波，而z方向假定是行波。xy0-zx0-zydEdxkEdEdykEdEdzEkkkkkxyxyzz222222222222222000dEdxkEdEdykEdEdzkEkkkkxyxxyz2222222222222000传输线谐振腔谐振频率0谐振腔x、y、z方向均是驻波。可见,谐振腔在三个方向都是纯驻波，而传输线kc是二维谐振。传输线—二维kc传输腔—三维k图31-3二维谐振和三维谐振谐振频率0矩形腔TE101模的场和λ0矩形腔TE101模是最基本而重要的模式，它是由传输线TE10模在z方向加两块短路板而构成的金属封闭盒。图31-5矩形TE101模归纳起来TE101模的场EEaxlzHjEaxazlHjEaxazlyxz0000022sinsinsincoscossin(31-28)矩形腔TE101模的场和λ0由于kkkkalxyz202222222可知0222alal其场结构如图31-6所示。值得提出：如果是TE10p模，只要作代换即可，这时有llpl0222alpal(31-29)(31-30)矩形腔TE101模的场和λ0图31-6TE101模的场结构矩形腔TE101模的场和λ0