Chp5s3 - 5.3 5.3 微波连接元件和终接元件...

Info iconThis preview shows page 1. Sign up to view the full content.

View Full Document Right Arrow Icon
This is the end of the preview. Sign up to access the rest of the document.

Unformatted text preview: 5.3 5.3 微波连接元件和终接元件 连接元件 一. 连接元件 (一) 接头 接头 • 把相同传输线连接在一起的装置统称为接头。 把相同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。 (二)转接元件(转换器或模式变换器) 转接元件(转换器或模式变换器) • 把不同类型的传输线连接在一起的装置称为转接元件。 把不同类型的传输线连接在一起的装置称为转接元件。 • 常用的有:同轴线和波导、 常用的有:同轴线和波导、 同轴线和微带线、 同轴线和微带线、 波导和微带线。 波导和微带线。 (一) 接头 接头 1. 基本要求: 基本要求: 基本要求 • • • • • 连接点接触可靠; 连接点接触可靠; 不发生反射,输入驻波比尽可能小, ρ < 1.2 ; 不发生反射,输入驻波比尽可能小, 工作频带要宽; 工作频带要宽; 电磁能量不会泄漏到接头外面; 电磁能量不会泄漏到接头外面; 结构要牢靠,装拆方便,容易加工等。 结构要牢靠,装拆方便,容易加工等。 2. 矩形波导接头(又称法兰) 矩形波导接头(又称法兰) 矩形波导接头 (1) 平接头: 平接头: 体积小、工作频率宽、机械加工要求高。 体积小、工作频率宽、机械加工要求高。 (2) 抗流接头: 抗流接头: 抗流接头 可避免接触电阻损耗, 可避免接触电阻损耗,工作原理与扼流式短路活塞类似 平接头 抗流接头 抗流接头等效电路 (二) 转接元件 转接元件 在将不同类型的传输线或元件连接时, 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―波导转接器 同轴线― 同轴线 连接同轴线与波导的元件,称为同轴线―波导转接器, 连接同轴线与波导的元件,称为同轴线―波导转接器,结 构如图所示。 构如图所示。 2. 波导―微带转接器 波导― 波导 • 矩形波导的等效阻抗通常在300Ω~400Ω,微带线 特性阻抗一般为50Ω; • 矩形波导的高度b又比微带线衬底高度h大得多。 大得多。 脊波导高度渐变 脊波导高度阶梯变化 3. 同轴线―微带转接器 同轴线― 同轴线 • 将同轴线的内导体向外 延伸一小段(长度约为 1~2mm)与微带线中心导 带搭接 • 同轴线的外导体与微带 线的接地平面相连的外 壳通过法兰相连。 壳通过法兰相连。 • 这种接头在10GHz以下 的频率范围内, 的频率范围内,可得到 的驻波比。 小于1.15的驻波比。在 一般工程中应用得到满 意的结果。 意的结果。 结构示意图 4. 矩形波导―圆波导模式变换器 矩形波导― 矩形波导 大多采用波导横截面的逐渐变化来达到模式的变换。 大 多采用波导横截面的逐渐变化来达到模式的变换 大多采用波导横截面的逐渐变化来达到模式的变换 。 下图 给出了矩形波导中TE10模变换到圆波导中TE11模的变换器, 模式变换器。 即H 10→H11模式变换器。 主要用于微波铁氧体器件,可变衰减器及可变相移器中。 主要用于微波铁氧体器件,可变衰减器及可变相移器中。 H10→H11模式变换器 图给出了一种典型的 模式变换器的结构示意图。 图给出了一种典型的H10→H01模式变换器的结构示意图。 模损耗低,可作远距离传输线。 圆波导中H01模损耗低,可作远距离传输线。 常用这种变换器将矩形波导的元器件与圆波导元器件相连。 常用这种变换器将矩形波导的元器件与圆波导元器件相连。 H10→H01模式变换器 终接元件 二. 终接元件 常用的终接元件有匹配负载和短路器两种。 常用的终接元件有匹配负载和短路器两种。 匹配负载和短路器都属于一端口的网络,但功能不同。 匹配负载和短路器都属于一端口的网络,但功能不同。 • 匹配负载 - 将所有的电磁能量全部吸收而无反射(ρ=1,Γ=0) (实际上是小反射系统); - 解决波反射和吸收两者之间的矛盾。 解决波反射和吸收两者之间的矛盾。 • 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 回去, 吸收(ρ=∞,Γ=1); - 解决理想短路和活动间隙之间的矛盾。 解决理想短路和活动间隙之间的矛盾。 (一) 全匹配负载 全匹配负载 1. 定义 定义 全匹配负载是接在传输系统终端的单端口微波元件, 全匹配负载是接在传输系统终端的单端口微波元件, 它是一段终端短路的波导或同轴线, 它是一段终端短路的波导或同轴线,能几乎无反射地 吸收入射波的全部功率。 吸收入射波的全部功率。 2. 匹配负载的技术指标: 匹配负载的技术指标: 匹配负载的技术指标 • 工作频带(较宽) 工作频带(较宽) • 输入驻波比(小) 输入驻波比( • 功率容量 3. 分类 根据所吸收功率的大小, 根据所吸收功率的大小 根据所吸收功率的大小,分为低功率负载(小于1w)和 高功率负载(大于1w)。 低功率负载为一段终端短路的波导,在其里面沿电场方 为一段终端短路的波导, 向放置一块或数块劈形吸收片或楔形吸收体。 向放置一块或数块劈形吸收片或楔形吸收体。 劈形吸收片 高功率负载需要考虑热量的 吸收和发散, 吸收和发散,吸收体通常为 水,由水的流动携带出热 又称水负载。 量,又称水负载。 楔形吸收体 水负载 频带内, 频带内 在 1 ~ 9GHz 频带内,驻波比小于 2。 微带型的宽带匹配负载 微带型的宽带匹配负载 (二) 短路负载(短路器) 短路负载 短路负载( 短路负载的作用是将电磁能量全部反射回去。 短路负载的作用是将电磁能量全部反射回去。 短路活塞的基本要求: 短路活塞的基本要求: • 保证接触处的损耗要小; 保证接触处的损耗要小; • 并有良好的电接触; 并有良好的电接触; • 使其反射系数的模接近于1; • 传输大功率时保证接触处不发生跳火现象。 传输大功率时保证接触处不发生跳火现象。 按传输线形式分同轴线型和波导型两种。 按传输线形式分同轴线型和波导型两种。 • 同轴线固定短路器:将同轴线终端短路; 同轴线固定短路器:将同轴线终端短路; • 波导固定短路器:将波导终端短路; 波导固定短路器:将波导终端短路; • 可调短路活塞:短路面可以移动的短路负载。 可调短路活塞:短路面可以移动的短路负载。 按其结构分: 按其结构分: • 接触式 • 抗流式 。 扼流活塞 (a):波导型的短路活塞 (b):同轴型的短路活塞 习题: 习题 习题: ...
View Full Document

This note was uploaded on 04/11/2010 for the course EECS 530 taught by Professor Sarabandi during the Fall '08 term at University of Michigan.

Ask a homework question - tutors are online