E yE 1s 0 ia n xejze1(0 x)U (z)
H xZ E T1 E 0 10sinaxejzh10(x)I(z)
ZTE10 1(0//2a0)2
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U(Z)A1ejz
I (z) A1 e jz Z Microwave Technology and Antenna
模式电压与模式电流之比等于模式特性阻抗
由电磁场理论可知, 各模式的波阻抗为:
ZH Ett e hkk((xx,,yy))U Ikk((zz))h ek kZek
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Zek为该模式等效特性阻抗。
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参考面移动, 网络参量就会改变
微波网络的等效电路及其参量只适用于一个频段
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4-1等效传输线
为什么将波导传输线等效为双线传输线？
微波元件均需外接传输线
网络
双线传输线
所有微波系统都可以应用微波网络理论来解决
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4―2 微波元件等效为微波网络的原理
网络参考面的选择
单模传输时,参考面的位置尽量远离不连续性区域 参考面必须与传输方向相垂直
参考面上的电压和电流有明确的意义
网络参考面选定 网络参数唯一确定 单模传输，外接传输线的路数等于参考面数目
第四章 微波网络基础
杜国宏
电子工程系 2008-7
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主要内容
本章内容-----微波网络的基本概念与特性
广义传输线的基本理论（等效传输线） 微波网络的五种基本参量及其主要特性、关系 网络参量的测量 网络的工作特性参量
可以导出一系列的其它参量
微波段（波导）
电压、电流定义失去意义（E，H不仅与z有关，还
与横向x，y有关）
微波频率下难于测量电压、电流
如何解决
模式电压
模式电流
模式特性阻抗
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4-1等效传输线
模式电压与模式电流的共轭乘积的实部等于平 均传输功率
ek(x,y)hk(x,y)d s1 归一化条件
任何一段均匀传输线均可以看成等效双线 并可应用传输线理论来进行分析。
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4-1等效传输线
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4-1等效传输线
唯一地确定等效电压和电流, 在选定模式特性 阻抗条件下各模式横向分布函数还应满足
ek hk ds1
ek z hk zek
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4-1等效传输线
例4-1 求出矩形波导TE10模的等效电压、 等效 电流和等效特性阻抗。
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b
Ze a ZTE10
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4-1等效传输线
例4-1
e1
0(x)
E10sinx
A1 a
h10(x)EA110ZZTeE 10sinax
E120 A12
Ze ZTE10
ab 2
1
A1
b 2 E10
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P k1 2R e E k(x,y,z)H k (x,y,z)ds
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1 2R e [U k(zM)iI cro w( caoz vpe) yrT] ieghcht@e nok Dlo( uggx yuoa,hnody nA) gnt ennh ak(x ,y )d s
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4-1等效传输线
参 考 面T2
入 射 波 反 射 波
透 射 波 入 射 波V1非 均匀 区 V2反 射 波
微 波 等 效 网 络
透 射 波
W 1
W 2
(b) (a)
无论非均匀区的内部如何复杂，只要知道了由于插入非
均匀区后所引起的反射波和透射波相对于入射波的振幅和
相位，不均匀区的微波网络特性就唯一地确定了。这就是
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4-1等效传输线
微波网络理论
网络分析
根据实际的电路结构求出网络参量及其工作特性参量
网络综合
根据预定的工作特性参量应用数学方法,求出物理上可 实现的网络结构
微波网络与低频网络的不同
等效电路及其参量只针对一个工作模式
网络端面(即参考面)需取得稍远离不均匀区
波导与双线的不同之处
双线 TEM，无色散、无低频截止现象 kc=0
波导，TE、TM，不一定是单模传输，有色散， 有低频截止现象，kc≠0
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4-1等效传输线
低频电路（双线）
电压和电流有明确的定义、直接测量
为了定义任意截面沿z方向单模传输的均匀 波导参考面上的模式电压与模式电流,一般 作如下规定:
使模式电压U(z)正比于横向电场ET，模式电流 I(z)正比于横向磁场HT
Et (x, y, z) ek (x, y)Uk(z) Ht (x, y, z) hk (x, y)Ik(z)
矢量模式波型函数 （二维实函数）
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4-1 等效传输线
微波系统
微波传输系统（传输线）------广义传输线方程 微波元件-----不均匀性----类似于低频网络的等效电路
参 考 面T1
参 考 面T2
参 考 面T1
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4-1等效传输线
例4-1
U(z) b2E10ejz I(z) a E10 ejz
2 ZTE10
P1ReU([z)I(z)]abE120
2
4ZT1E0
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