《微波技术基础》课程PPT教学课件（讲稿）第五章 常用微波元件

第五章常用微波元件 设此时T面上的反射系数为,则 z-20 [(ZL+zo)+2j\ZoZ tgB1 上式取模为 1+(2y22 ZI-z sec8 在中心频率附近,上式可近似为 cOS

第五章 常用微波元件 设此时T0面上的反射系数为，则 ( )  = − + + Z Z Z Z j Z Z l L L L 0 0 2 0 tg 上式取模为  = + −                 1 1 2 0 0 2 1 2 Z Z Z Z L L sec 在中心频率附近，上式可近似为  = Z − Z Z Z L L 0 2 0 cos

第五章常用微波元件 当θ=0时,此时反射系数的模达到最大值,由式(5-7)可以画出随0变化的 曲线,如图所示。随(或频率)作周期变化,周期为z。如果设反射系 数模的最大容许值,则由4阻抗变换器提供的工作带宽对应于图中限定的 频率范围。由于当θ偏离时曲线急速下降,所以工作带宽是很窄的。 r ZL- T 3丌/2 =日

第五章 常用微波元件 当 = 0时，此时反射系数的模达到最大值，由式(5-7)可以画出 随 变化的 曲线，如图所示。 随 (或频率)作周期变化，周期为。如果设 为反射系 数模的最大容许值，则由/4阻抗变换器提供的工作带宽对应于图中限定的 频率范围。由于当偏离时曲线急速下降，所以工作带宽是很窄的。   

第五章常用微波元件 当=时 0=arccos 1(22-2Z) 通常用分数带宽W表示频带宽度,W与,有如下关系 W=2-f=02 2--6, /2 当已知Z和Z,且给定频带内容许的m时,则由式可计算出相对带宽 W值;反之,若给定W值,也可求出变换器的n,计算中取小于 丌2的值 对于单一频率或窄频带的阻抗匹配来说,一般单节变换器提供的 带宽能够满足要求。但如果要求在宽频带内实现阻抗匹配,那就 必须采用下面要讨论的多节阶梯阻抗变换器或渐变线阻抗变换器

第五章 常用微波元件 当  =  m 时 ( )  m m L m L Z Z Z Z = − − arccos 2 1 0 2 0   通常用分数带宽Wq表示频带宽度，Wq与 m有如下关系 ( ) W f f f q m m = m − = − = − − = − 2 1 0 2 1 0 2 2   4        当已知ZL 和Z0，且给定频带内容许的 时，则由式可计算出相对带宽 Wq值；反之，若给定Wq值，也可求出变换器的 ，计算中 m取小于 /2的值。  m  m 对于单一频率或窄频带的阻抗匹配来说，一般单节变换器提供的 带宽能够满足要求。但如果要求在宽频带内实现阻抗匹配，那就 必须采用下面要讨论的多节阶梯阻抗变换器或渐变线阻抗变换器

第五章常用微波元件 多节阶梯阻抗变换器 多节阶梯阻抗变换器具有宽频带特性,现以下图所示的两节λ4阶梯 阻抗变换器为例进行分析。令变换器两端所接传输线的特性阻抗分别 为Z和Z,并假设Z>20。每一节具有同样的长度l=4,当工作于 中心频率时,电长度O=Bl=m2。70、T及T2为各阶梯处的参考面, 10、F1及2分别为对应参考面上的局部电压反射系数。设两节x4传输 线段的特性阻抗分别为Z1和2,且Z>Z1>2>Z,则局部电压反射 系数分别为 、=2+ 07⊥7 +Z2

第五章 常用微波元件 二、多节阶梯阻抗变换器 多节阶梯阻抗变换器具有宽频带特性，现以下图所示的两节/4阶梯 阻抗变换器为例进行分析。令变换器两端所接传输线的特性阻抗分别 为Z0和ZL，并假设ZL > Z0。每一节具有同样的长度l = p0 /4，当工作于 中心频率f 0时，电长度 =  l = /2。T0、T1及T2为各阶梯处的参考面， 0、1及2分别为对应参考面上的局部电压反射系数。设两节/4传输 线段的特性阻抗分别为Z1和Z2，且ZL > Z1 > Z2 > Z0，则局部电压反射 系数分别为  0 1 0 1 0 = − + Z Z Z Z  1 2 1 2 1 = − + Z Z Z Z  2 2 2 = − + Z Z Z Z L L

第五章常用微波元件 T参考面上 u=U +Ue j28 +TUe j48 T面上总的电压反射系数为 F +1,e j26 +e j46 0 然而在多节阶梯的情况下,由于多节突变面数目增多,参与抵消 作用的反射波数量也增多,从而在|厂,相同的条件下,使工作频 带增宽 对于N节阶梯变换器 r=2e"e ro cos NO+T: COs(N-2)0+ J 其模值为=2/0csNO+n1coN-2)0+…

第五章 常用微波元件 T0参考面上， U U U e U e r i i j i j = + + − −  0  1  2 2  4 T0面上总的电压反射系数为  = =  +  +  U − − U e e r i j j 0 1 2 2  4 然而在多节阶梯的情况下，由于多节突变面数目增多，参与抵消 作用的反射波数量也增多，从而在m相同的条件下，使工作频 带增宽。 对于N节阶梯变换器  =  +  ( − ) +  − 2e 0 N 1 N 2 jN cos  cos   其模值为  = 2 0 cosN +  1 cos(N − 2) + 