3.1阻抗匹配与变换元件 1、阻抗匹配与变换元件及其设计 阻抗匹配的实质是设法在终端负载附件产生一新的反 射波，使它恰好和负载引起的反射波等幅反向，彼此 抵消，使得传输线上处于行波工作状态。常用的匹配 方法有： 电抗补偿法--在传输线中的某些位置加入不耗能的电 抗性匹配元件，如纯电抗膜片，销钉，螺钉等，从而 实现匹配传输。 阻抗匹配法-采用λ/4阻抗变换器或渐变线使不匹配的 负载或两段特性阻抗不同的传输线实现匹配链接； 反射吸收法-利用铁氧体元件的单向传输特性，将反 射波吸收掉。 STE A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学院 6
STE_A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学院 6 3.1 阻抗匹配与变换元件 1、阻抗匹配与变换元件及其设计 阻抗匹配的实质是设法在终端负载附件产生一新的反 射波，使它恰好和负载引起的反射波等幅反向，彼此 抵消，使得传输线上处于行波工作状态。常用的匹配 方法有： 电抗补偿法---在传输线中的某些位置加入不耗能的电 抗性匹配元件，如纯电抗膜片，销钉，螺钉等，从而 实现匹配传输。 阻抗匹配法--- 采用λ/4阻抗变换器或渐变线使不匹配的 负载或两段特性阻抗不同的传输线实现匹配链接； 反射吸收法---利用铁氧体元件的单向传输特性，将反 射波吸收掉
电容膜片 在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孔。 当波导宽壁上的轴向电流到达膜片时，要流进膜 片。而电流到达膜片窗口时，传导电流被截断，在窗孔 的边缘上积聚电荷而进行充放电，因此两膜片间就有电 场的变化，而储存电能。这相当于在横截面处并接一个 电容器，故这种膜片称为电容膜片，其等效电路如图(c) 所示。 jBY a (b) (c) STE_A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学院
STE_A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学院 7 一 、电容膜片 在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孔。 当波导宽壁上的轴向电流到达膜片时，要流进膜 片。而电流到达膜片窗口时，传导电流被截断，在窗孔 的边缘上积聚电荷而进行充放电,因此两膜片间就有电 场的变化，而储存电能。这相当于在横截面处并接一个 电容器，故这种膜片称为电容膜片，其等效电路如图(c) 所示
二、 电感膜片 图中给出矩形波导中的电感膜片及其等效电路。当 在波导横向插进该膜片以后，使波导宽壁上的轴向电流 产生分流，于是在膜片的附近必然会产生磁场，并集中一 部分磁能，因此这种膜片为电感膜片。 (b) Y。 (a) STE A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学 e)
STE_A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学院 8 二、电感膜片 图中给出矩形波导中的电感膜片及其等效电路。当 在波导横向插进该膜片以后,使波导宽壁上的轴向电流 产生分流,于是在膜片的附近必然会产生磁场,并集中一 部分磁能,因此这种膜片为电感膜片
三、销钉 在矩形波导中采用一根或多根垂直对穿波导宽壁的 金属圆棒，称为电感销钉，其结构和等效电路如图所示。 电感销钉的电纳与销钉的粗细及根数有关，销钉愈 粗，电感电纳愈大；根数愈多，电纳愈大。 Y。 (a） (b) STE_A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学院 9
STE_A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学院 9 三、 销钉 在矩形波导中采用一根或多根垂直对穿波导宽壁的 金属圆棒，称为电感销钉，其结构和等效电路如图所示。 电感销钉的电纳与销钉的粗细及根数有关，销钉愈 粗，电感电纳愈大；根数愈多，电纳愈大
四、螺钉 膜片和销钉在波导内的位置和尺寸不容易调整，故 只能作固定电抗元件使用。而螺钉插入波导的深度可以 调节，电纳的性质和大小也随之改变，使用方便，是小 功率微波设备中常采用的调谐和匹配元件。 当螺钉插入波导较浅时，总的作用等效为一电容： 当深度为4时，螺钉等效为串联谐振电路，当深度较 大时，螺钉等效为电感。通常螺钉调配器的深度都较小， 等效为电容。 (a) (b) STE A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学院 10
STE_A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学院 10 四 、螺钉 膜片和销钉在波导内的位置和尺寸不容易调整,故 只能作固定电抗元件使用。而螺钉插入波导的深度可以 调节,电纳的性质和大小也随之改变，使用方便，是小 功率微波设备中常采用的调谐和匹配元件。 当螺钉插入波导较浅时,总的作用等效为一电容； 当深度为λ/4 时，螺钉等效为串联谐振电路，当深度较 大时，螺钉等效为电感。通常螺钉调配器的深度都较小， 等效为电容