第五章常用微波元件 5-1引言 微波元件的功能在于对微波信号进行各种变换,按其变换性质可将 微波元件分为如下三类: 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。 、线性非互易元件 这类元件中包含磁化铁氧体等各向异性媒质,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 的线性非互易元件有隔离器、环行器等
第五章 常用微波元件 5-1 引 言 微波元件的功能在于对微波信号进行各种变换，按其变换性质可将 微波元件分为如下三类： 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。 二、线性非互易元件 这类元件中包含磁化铁氧体等各向异性媒质，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 的线性非互易元件有隔离器、环行器等
第五章常用微波元件 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: 微波元件 波导型同轴型微带型 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
第五章 常用微波元件 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。 波导型 同轴型 微带型 微波元件 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
第五章常用微波元件 5-2波导中的电抗元件 电抗元件包括电感器和电容器。电感器是指能够集中磁场和存储磁 能的元件;而电容器是指能够集中电场和存储电能的元件。 、电容膜片 在矩形波导的横向放置一块金属膜片,在其上对称或不对称之处开 个与波导宽壁尺寸相同的窄长窗口,如图所示 电纳的近似计算公式为 (a) B-45 1B Yo o In csc 26/ 电容膜片及其等效电路
第五章 常用微波元件 5-2 波导中的电抗元件 电抗元件包括电感器和电容器。电感器是指能够集中磁场和存储磁 能的元件；而电容器是指能够集中电场和存储电能的元件。 一、电容膜片 在矩形波导的横向放置一块金属膜片，在其上对称或不对称之处开 一个与波导宽壁尺寸相同的窄长窗口，如图所示。 电容膜片及其等效电路 电纳的近似计算公式为 B b Y d p b = 4 2 0 ln csc
第五章常用微波元件 、电感膜片 矩形波导中的电感膜片及其等效电路如图所示。当在波导窄壁上放置 金属膜片后,会使波导宽壁上的电流产生分流,于是在膜片的附近必 然会产生磁场,并存储一部分磁能,因此这种膜片称为电感膜片 电感膜片电纳的近似计算公式为 (b) (a) B Octg c2a B (c) 电感膜片及其等效电路
第五章 常用微波元件 矩形波导中的电感膜片及其等效电路如图所示。当在波导窄壁上放置 金属膜片后，会使波导宽壁上的电流产生分流，于是在膜片的附近必 然会产生磁场，并存储一部分磁能，因此这种膜片称为电感膜片。 二、电感膜片 B a Y d a p = − 0 2 2 ctg 电感膜片及其等效电路 电感膜片电纳的近似计算公式为
第五章常用微波元件 三、谐振窗 下图给出了谐振窗的结构示意图和等效电路。即在横向金属膜片上 开设一个小窗,称为谐振窗 四、螺钉 螺钉插入波导的深度可以调节,电纳的性质和大小可随之改变,使 用方便,是小功率微波设备中常采用的调谐和匹配元件 波导可 C Yo 调螺钉 及其等 效电路 (a) (b) 谐振窗及其等效电路
第五章 常用微波元件 三、 谐振窗 下图给出了谐振窗的结构示意图和等效电路。即在横向金属膜片上 开设一个小窗，称为谐振窗。 四、螺钉 螺钉插入波导的深度可以调节，电纳的性质和大小可随之改变，使 用方便，是小功率微波设备中常采用的调谐和匹配元件。 谐振窗及其等效电路 波导可 调螺钉 及其等 效电路
第五章常用微波元件 5-3连接元件和终端负载 连接元件 在微波技术中,把相同类型传输线连接在一起的装置统称为接头。常用 的接头有同轴接头和波导接头两种。把不同类型的传输线连接在一起的 装置称为转接元件,又称作转换接头。常用的有同轴线与波导、同轴线 与微带线、波导与微带线间的转接元件。 (一)接头 对接头的基本要求是:连接点接触可靠,不引起电磁的反射,输入驻 波比尽可能小,一般在1.2以下;工作频带要宽;电磁能量无泄漏;结构 牢固,装拆方便,易于加工等。 波导 接头
第五章 常用微波元件 5-3 连接元件和终端负载 一、连接元件 在微波技术中，把相同类型传输线连接在一起的装置统称为接头。常用 的接头有同轴接头和波导接头两种。把不同类型的传输线连接在一起的 装置称为转接元件，又称作转换接头。常用的有同轴线与波导、同轴线 与微带线、波导与微带线间的转接元件。 （一）接头 对接头的基本要求是：连接点接触可靠，不引起电磁的反射，输入驻 波比尽可能小，一般在1.2以下；工作频带要宽；电磁能量无泄漏；结构 牢固，装拆方便，易于加工等。 波导 接头
第五章常用微波元件 (二)转接元件 在将不同类型的传输线或元件连接时,不仅要考虑阻抗匹配,而且 还应该考虑模式的变换。 1、同轴线波导转换器 连接同轴线与波导的元件,称为同轴线波导转换器,其结构如图所示。 2、波导微带转接器 通常在波导与微带线之间加一段脊波导过渡段来实现阻抗匹配 空气微带 微带 接地板 同轴线一波导 波导微带
第五章 常用微波元件 （二）转接元件 在将不同类型的传输线或元件连接时，不仅要考虑阻抗匹配，而且 还应该考虑模式的变换。 1、同轴线⎯波导转换器 连接同轴线与波导的元件，称为同轴线⎯波导转换器，其结构如图所示。 2、波导⎯微带转接器 通常在波导与微带线之间加一段脊波导过渡段来实现阻抗匹配。 同轴线⎯波导 波导⎯微带
第五章常用微波元件 3、同轴线—微带转接器 同轴线—微带转接器的结构如图所示。与微带连接处的同轴线内导体 直径的选取与微带线的特性阻抗有关,通常使内导体直径等于微带线宽 度 4、矩形波导—圆波导模式变换器 矩形波导—圆波导模式变换器,大多采用波导横截面的逐渐变化来 达到模式的变换。 连接销 导带 基片 轴线|微带 黄铜块 接地板 OSM 调整片 矩形波导圆波导模式变换器
第五章 常用微波元件 3、 同轴线⎯微带转接器 同轴线⎯微带转接器的结构如图所示。与微带连接处的同轴线内导体 直径的选取与微带线的特性阻抗有关，通常使内导体直径等于微带线宽 度。 4、矩形波导⎯圆波导模式变换器 矩形波导⎯圆波导模式变换器，大多采用波导横截面的逐渐变化来 达到模式的变换。 同 轴 线⎯ 微 带 矩形波导⎯圆波导模式变换器
第五章常用微波元件 二、终端负载 传输线终端所接元件称为终端负载,常用的终端负载有匹配负载和短 路负载两种。匹配负载是将所有的电磁能量全部吸收而无反射;而短路」 负载是将所有的电磁能量全部反射回去,一点能量也不吸收 (一)匹配负载 匹配负载能几乎无反射地吸收入射波的全部功率。当需要在传输系 统工作于行波状态时,都要用到匹配负载。 对匹配负载的基本要求是: (1)有较宽的工作频带, (2)输入驻波比小和一定 的功率容量。 (b)
第五章 常用微波元件 二、终端负载 传输线终端所接元件称为终端负载，常用的终端负载有匹配负载和短 路负载两种。匹配负载是将所有的电磁能量全部吸收而无反射；而短路 负载是将所有的电磁能量全部反射回去，一点能量也不吸收 (一) 匹配负载 匹配负载能几乎无反射地吸收入射波的全部功率。当需要在传输系 统工作于行波状态时，都要用到匹配负载。 对匹配负载的基本要求是： （1）有较宽的工作频带， （2) 输入驻波比小和一定 的功率容量
第五章常用微波元件 (二)短路负载 短路负载又称 为短路器,它的 有效 作用是将电磁能 短路面 量全部反射回去 将同轴线和波导 (b) 终端短路,即分 别成为同轴线和 波导固定短路器
第五章 常用微波元件 (二）短路负载 短路负载又称 为短路器，它的 作用是将电磁能 量全部反射回去。 将同轴线和波导 终端短路，即分 别成为同轴线和 波导固定短路器