微波無(wú)源器件ppt課件.ppt

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1、主要內(nèi)容：微波無(wú)源元器件微波有源元器件微波集成電路簡(jiǎn)介第九章微波元器件與集成電路微波元器件無(wú)源元器件有源元器件基本電抗元件終端元件連接元件分支元件（功率分配元件）衰減器和移相器定向耦合器濾波器諧振器隔離器……微波振蕩器微波放大器微波混頻器微波倍頻器微波控制器件……（重點(diǎn)）（了解）8.1電抗元件3、若傳輸線中的不均勻區(qū)域具有電容或電感的性質(zhì)，可以等效為電感或電容，即電抗元件。4、原理：在傳輸線的不均勻區(qū)域附近，電磁場(chǎng)比較復(fù)雜，可以分解為主模和多個(gè)高次模式的疊加，其中主?？梢詡鬏?，而高次模截止，只能分布在不均勻區(qū)附近。因此不均勻區(qū)附近儲(chǔ)存了高次模式

2、的電磁場(chǎng)能量。若儲(chǔ)存的主要是電場(chǎng)能量，則不均勻區(qū)域相當(dāng)于一個(gè)儲(chǔ)存電能的電容；若儲(chǔ)存的主要是磁場(chǎng)能量，則不均勻區(qū)域相當(dāng)于一個(gè)儲(chǔ)存磁能的電感。一、基本概念2、傳輸線中的不均勻區(qū)域：傳輸線中結(jié)構(gòu)、尺寸、參數(shù)發(fā)生突變的區(qū)域。1、終端短路或開路的傳輸線電抗元件等效傳輸線中的不均勻區(qū)域電抗元件等效二、常見電抗元件三、矩形波導(dǎo)中的金屬膜片1、容性膜片：側(cè)視橫截面dabd膜片附近電場(chǎng)較集中，儲(chǔ)存了電能，相當(dāng)于電容。2、感性膜片：adbd膜片附近磁場(chǎng)較集中，儲(chǔ)存了磁能，相當(dāng)于電感。俯視橫截面3、諧振窗：ab諧振波長(zhǎng)：諧振時(shí)，并聯(lián)回路的電抗無(wú)窮大（相當(dāng)于開路），無(wú)

3、反射；失諧時(shí)，并聯(lián)回路的電抗為容性或感性，反射較大；作用：一個(gè)諧振窗相當(dāng)于帶通濾波器，諧振的頻率就是可通過的頻率。b’a’四、矩形波導(dǎo)中的金屬銷釘1、容性銷釘：2、感性銷釘：2r2、電納可調(diào)螺釘：為防止出現(xiàn)串聯(lián)諧振和擊穿現(xiàn)象，銷釘一般旋進(jìn)深度較小，工作于容性狀態(tài)。銷釘越粗，電容值越大。dd<λg/4d>λg/4d≈λg/4串聯(lián)諧振＝短路帶阻濾波器四支節(jié)負(fù)載匹配裝置一個(gè)可調(diào)銷釘相當(dāng)于一個(gè)并聯(lián)電抗支節(jié)五、傳輸線中的階梯1、矩形波導(dǎo)E面階梯：E面：與電場(chǎng)矢量平行的平面2、矩形波導(dǎo)H面階梯：H面：與磁場(chǎng)矢量平行的平面3、同軸線中的階梯六、微帶電路中的電

4、容、電感1、串聯(lián)電容：交指電容電容值較大疊層電容電容值更大間隙電容電容值較小2、串聯(lián)電感：一段無(wú)耗短傳輸線一段Zc大的短傳輸線可等效為串聯(lián)電感；一段Zc小的短傳輸線可等效為并聯(lián)電容。若Zc大，則L大，C小可忽略若Zc小，則C大，L小可忽略當(dāng)介質(zhì)基片厚度一定時(shí)，微帶寬度W↘，則Zc↗；預(yù)備知識(shí)：CL/2等效L/2一段窄的短微帶線可等效為串聯(lián)電感；一段寬的短微帶線可等效為并聯(lián)電容。l用高阻抗微帶短線實(shí)現(xiàn)串聯(lián)電感高阻抗段環(huán)形電感圓形螺旋電感方形螺旋電感為加大電感值，將高阻抗線彎曲、螺旋，增加匝數(shù)：3、串聯(lián)在傳輸線上的諧振回路：LCCLl4、并聯(lián)電容、

5、電感：用低阻抗線實(shí)現(xiàn)并聯(lián)電容：低阻抗段用并聯(lián)的終端開路支節(jié)實(shí)現(xiàn)并聯(lián)電容或并聯(lián)電感；5、并聯(lián)在傳輸線上的諧振回路：在傳輸線上并聯(lián)一個(gè)或多個(gè)支節(jié)，這些支節(jié)等效于串聯(lián)或并聯(lián)諧振回路。6、微帶線中的串聯(lián)電阻：R高阻金屬薄膜，吸收電磁能量9.2微波濾波器一、低頻濾波器設(shè)計(jì)將所需其他濾波器的衰減特性通過頻率變換，得到對(duì)應(yīng)的低通濾波器衰減特性；設(shè)計(jì)該對(duì)應(yīng)的低通濾波器的電路結(jié)構(gòu)和元件值；應(yīng)用頻率變換，得到所需濾波器的電路結(jié)構(gòu)和元件值。（衰減）（頻率）低通濾波器的設(shè)計(jì)已非常成熟；低通濾波器：最平坦式、切比雪夫式、橢圓函數(shù)式二、微波濾波器設(shè)計(jì)先按低頻濾波器的常規(guī)設(shè)

6、計(jì)方法，設(shè)計(jì)出低頻集總元件濾波器，得到其電路結(jié)構(gòu)和每一個(gè)元件值；然后，用微波頻段的元件代替已設(shè)計(jì)電路中的集總元件，該過程稱為集總參數(shù)電路的微波實(shí)現(xiàn)。如，波導(dǎo)中，電感、電容就可以用波導(dǎo)膜片、銷釘來(lái)實(shí)現(xiàn)，微帶電路中也可用微帶間隙、分支等來(lái)實(shí)現(xiàn)電感、電容。三、微帶濾波器集總元件電路1、低通濾波器1微帶電路實(shí)現(xiàn)方案LLC（電感）（交指電容）C1C3C5L2L4L6高阻抗短線（窄線）相當(dāng)于串聯(lián)電感低阻抗短線（寬線）相當(dāng)于并聯(lián)電容經(jīng)過計(jì)算確定每段微帶的長(zhǎng)度、寬度，使其等效電抗值與集總元件電路中的對(duì)應(yīng)電抗值的相等。C1C3C5L2L4L6微帶電路實(shí)現(xiàn)方案2、

7、低通濾波器2集總元件電路C2C4L1L3橢圓函數(shù)式低通濾波器L2L4L5C63、低通濾波器3微帶電路實(shí)現(xiàn)方案4、帶通濾波器輸入輸出兩端開路的微帶段，長(zhǎng)度均為λg/2微帶段兩端開路，波導(dǎo)波長(zhǎng)等于λg的電磁波才可以在微帶段上諧振并持續(xù)存在；微帶段與微帶段之間有能量耦合；輸入信號(hào)中，只有諧振頻率及其附近頻率的信號(hào)才可以一級(jí)一級(jí)耦合到輸出口，故為帶通濾波器。平行耦合微帶型帶通濾波器某實(shí)際微帶電路中的耦合帶通濾波器屏蔽盒中的微帶帶通濾波器將微帶段折彎，以減小體積平行耦合微帶型帶通濾波器的變形同軸線輸入同軸線輸出5、帶阻濾波器λg1/4終端開路輸入輸出對(duì)于

8、波導(dǎo)波長(zhǎng)等于λg1、λg2、λg3的電磁波而言，并聯(lián)的終端開路四分之一支節(jié)實(shí)現(xiàn)了對(duì)地短路的功能，這些頻率的信號(hào)不能通過，故為帶阻濾波器。λg2/4λg