最新微波技术与天线课件16PPT课件.ppt
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1、微波技术与天线课件微波技术与天线课件16l如图:假设有如图:假设有N个端口。我们大概就用这样一个个端口。我们大概就用这样一个S矩阵来分析多端口元件。矩阵来分析多端口元件。多口元件多口元件复习双端口网络:复习双端口网络:【性质】:【性质】:l如果端口如果端口i和端口和端口j对称,那么有对称,那么有Sii=Sjjl如果网络互易,则有如果网络互易,则有Sij=Sjil如果网络无耗,则如果网络无耗,则S+S=I多口元件多口元件【定理】:【定理】:反射系数的网络变换定理反射系数的网络变换定理对于双口网络有两个概念要清楚:对于双口网络有两个概念要清楚:【概念】【概念】1、什么叫、什么叫S11:2端口匹配,
2、端口匹配,1端口的反射系数。端口的反射系数。2、什么叫什么叫S21:2端口匹配,端口匹配,1端口向端口向2端口的传输端口的传输系数。系数。多口元件多口元件一、三口网络的一般性质一、三口网络的一般性质 1.1.无耗互易网络无耗互易网络 S+S=I 具体应用互易条件有具体应用互易条件有(16-1)将将上上述述矩矩阵阵展展开开后后可可分分别别得得到到两两组组方方程程,我我们们称称之为之为振幅条件和相位条件振幅条件和相位条件一、三口网络的一般性质一、三口网络的一般性质(16-2)(16-3)性质性质无耗互易三端口网络不可能同时匹配,即无耗互易三端口网络不可能同时匹配,即S11=S22=S33=0一、三
3、口网络的一般性质一、三口网络的一般性质证明:反证法证明:反证法如果三个端口都匹配,那么如果三个端口都匹配,那么S矩阵矩阵可写作:可写作:一、三口网络的一般性质一、三口网络的一般性质 假定假定S S1111=S S2222=S S3333=0,=0,可知可知一、三口网络的一般性质一、三口网络的一般性质假定假定S23=0,那么,那么S12和和S13至少有一个为零。假定至少有一个为零。假定S12=0带入振幅条件:带入振幅条件:不不满满足足振振幅幅条条件件,因因此此可可证证明明无无耗耗互互易易三三端端口口网网络络的的三三个个端端口口不不可可能能同同时时匹匹配配。除除了了三三端端口口以外,二端口以上的网
4、络都可以全匹配。以外,二端口以上的网络都可以全匹配。典典型型的的就就是是环环形形器器,有有两两种种典典型型的的理理想想矩矩阵阵对对应应不不同同的环行器:的环行器:一、三口网络的一般性质 2.2.无耗非互易三口网络无耗非互易三口网络无耗非互易网络:无耗非互易网络:S SijijSSjiji性质性质无耗非互易三口网络的三个端口可以完全匹配。无耗非互易三口网络的三个端口可以完全匹配。一、三口网络的一般性质l【例例1】用用环环行行器器做做为为隔隔离离器器,这这是是由由于于环环行行器器可可以以做做得得非非常常小小,而而隔隔离离器器不不行行,因因此此通通信信中中经经常采用环行器做为隔离器适用。常采用环行器
5、做为隔离器适用。l环环形形元元件件:由由于于3对对外外接接匹匹配配负负载载,因因此此对对外外只只有有1,2两个口,如图,两个口,如图,1到到2传输,构成隔离器。传输,构成隔离器。一、三口网络的一般性质l分析:根据前面将的分析:根据前面将的S参数网络矩阵可知:参数网络矩阵可知:l整理可得:整理可得:一、三口网络的一般性质3端口反射系数端口反射系数对于负载来说,对于负载来说,a3是反射波,是反射波,b3是入射波。是入射波。将三端口网络等效成二端口网络:将三端口网络等效成二端口网络:根据网络参数可知根据网络参数可知:b1=a3,反射系数,反射系数 ,以及,以及b3=a2 可得:可得:一、三口网络的一
6、般性质写成矩阵形式:写成矩阵形式:这是三端口接负载以后对外两端口的矩阵。这是三端口接负载以后对外两端口的矩阵。根根据据 表表示示端端口口2向向端端口口1的的传传输输,因因此此,表表示示端端口口2向向端端口口1几几乎乎没没有有传传输输,S21=1而而表表示示1端端到到2端端几几乎乎全全部部传传输输。因因此此它它是是个个非非常常好好的的隔隔离离器器,如如果果放放在在发发射射机机或或接接收收机机前前面面会会起起到到一一个个很很好好的的保保护护作用。作用。一、三口网络的一般性质【例【例2】分路、和差元件(也是重点内容,经常用到)。】分路、和差元件(也是重点内容,经常用到)。第一种:第一种:E面面T接在
7、宽面上接在宽面上(串联)。(串联)。一、三口网络的一般性质第二种:第二种:H面面T接在窄面上(并联)接在窄面上(并联)一、三口网络的一般性质二、三口元件1.1.E E面面T T和和H H面面T T分路元件分路元件E E面面T TH H面面T T串接元件并接元件端端输输入入,和和端端功功率率平平分分,相位相反。相位相反。用于和差:用于和差:和和同相等幅输入,同相等幅输入,端端无无输输出出;和和反反相相等等幅幅输输入,入,端输出最大。端输出最大。端端输输入入,和和端端功功率率平平分分相相位位相同。相同。用用于于和和差差:和和端端同同相相等等幅幅输输入入,端端输输出出最最大大;和和端端反反相相等等幅
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