工作波型
微带线型
单模元件
多模元件
微波元件作用
信号源 隔离器 衰减器 相移器
定向 耦合器
滤波器
测量 有：连接元件、终端元件、匹配元件、
负载
衰减与相移元件、分路元件、滤波元件等。
按网络端口可分为：一端口网络、 二端口网络、 三端口网络、 四端口网络。
功能：1、连接、匹配元件 2、 功率分配元件器
§4.1 连接、匹配元件
由接头处
V1 = V2
S12 =
Z02 V1-
=
Z V+ 01 2 V1+ = 0
Z 02
V1
=
Z01 V2 / (1+ S22 )
Z 02 Z 01
(1+
S22 )
S12 =
Z02 Z01
骣 çççç桫1+
Z01 Z01 +
Z02 Z02
÷÷÷÷=
Z02
2Z01
2 =
Z01Z02
Z01 Z02 + Z01 Z02 + Z01
=
Z V+ 02 1 V2+ = 0
Z 01
V2
=
Z02 V1 / (1+ S11 )
Z 01 Z 02
(1+
S11 )
S21 =
Z01 Z02
骣 çççç桫1+
Z02 Z02 +
Z01 Z01
÷÷÷÷=
Z01 ? 2Z02 Z02 Z02 + Z01
2 Z01Z02 Z02 + Z01
对于S22和S12，其等效电路图为
(3) 大功率时，活塞与波导壁间不应产生打火现象。
可用作调配器，纯电抗元件 结构方式：接触式、扼流式 （金属片）
扼流式短路活塞
等效电路上ab在的输入阻抗
1．传输散射矩阵的表示法
由于散射矩阵不便于分析级联二端口网
络。引入传输散射参数—传输参数。
a1
a2
b1
b2
以输入端口的归一化出射波b1、 入射波a1为因变量，输出端口的 归一化入射波a2、出射波b2为自 变量，定义方程：
b1 = T11a2 + T12b2 a1 = T21a2 + T22b2
或写成矩阵形式：
T21 = - T12
• 对于互易二端口网络( S12 = S21 )，T参数应满足
T11T22 - T12T21 = 1
与ABCD矩阵类似，级联二端 口网络的T矩阵等于各单个 二端口网络T矩阵的乘积。 对于二级级联二端口网络
a1
a2
b1 A b2
a1 B a2
b1
b2
轾 犏 犏 臌ab11AA = 轾 犏 犏 臌TT1211AA
连接、匹配元件
终端负载元件 微波连接元件 阻抗匹配元件
1 ．终端负载元件
为一端口互易元件，主要包括短路 负载、匹配负载和失配负载
一端口散射参量：
S11 =
Z - Z0 Z + Z0
1）短路负载
短路器，可调短路活塞
ZL = 0
要求：
(1) 保证接触处的损耗小，G ? 1 ；
(2) 当活塞移动时，接触损耗变化小；
轾 犏 b1 犏 臌 a1
=
轾 犏 T11 犏 臌 T21
T12 轾 犏 a2 T22 犏 臌 b2
[T ]=
轾 犏 T11 犏 臌 T21
T12 T22
a1
a2
b1
b2
传输散射矩阵 T矩阵
T矩阵与S矩阵的关系：
轾犏T11 犏臌T21
T12 T22
=
轾犏(- S11S22 + S12S21) / S21 犏臌 - S22 / S21
S11 / S21 1/ S21
注意，当正向传输系数S21为零时T参数将是不确定的。
轾 犏S11 犏 臌S21
S12 S22
=
轾 犏T12 / T22 犏 臌1/ T22
T11 - (T12T21 / T22 ) - T21 / T22
上式中同样要求 T22 ¹ 0
2．二端口T矩阵的特性
• 对于对称二端口网络，若从网络的端口1和2看 入时网络是相同的，则必有S11 = S22，可得：
S21 =
b2 a1
a2 =
= 0
V2V1+
/ /
Z02
=
Z01 V2+ = 0
Z01 V2Z V+
02 1 V2+ = 0
对于1端口 V1 = V1+ + V1- = V1+ (1+ S11)
对于2端口 V2 = V2+ + V2- = V2由接头处， V1 = V2
Z01
Z02
∴ S21 =
Z01 V2-
Z01
Z02
S22 =
b2 a2
a1 =
= 0
Gin =
Zin - Z02 = Zin + Z02
Z01 - Z02 Z01 + Z02
S12 =
b1 a2
a1 =
= 0
Z02 V1Z V+
01 2 V1+ = 0
对于1端口 V1 = V1+ + V1- = V1-
对于2端口 V2 = V2+ + V2- = V2+ (1+ S22 )
∴
[S ]=
轾 犏 犏 犏 犏ZZ0022
+
Z01 Z01
2 Z01Z02 Z02 + Z01
犏 犏 犏 犏 臌2Z02Z+01ZZ0021
Z01 - Z02 Z01 + Z02
互易
§3.4 传输散射矩阵
对于二端口网络，由于常用状态为如图 级联状态。如用S参量作级联，非常复杂， 则需引入新的参量。
T12 B T22 B
轾 犏 犏 臌ab22BB=来自轾 犏 犏 臌TT1211
T12 T22
轾 犏 犏 臌ab22BB
即 轾 犏T11
犏 臌 T21
T12 T22
=
轾 犏T11A 犏 臌 T21A
T12 A 轾 犏T11B T22 A 犏 臌 T21B
T12 B T22 B
用矩阵表示：
[T ] = [T ]1[T ]2
对于N级级联二端口网络的T矩阵等于各单个二端口网络 T矩阵的乘积
轾 犏 犏 臌 TT1211
Õ T12
T22
=
N 轾 犏 T11i i= 1 犏 臌 T21i
T12i T22i
注意其次序与级联次序同。
第4章 常用微波元件
微波系统是由有源微波电路和微波无源元件组成。
微波元件
波导型
导行系统
结构
同轴线型
例：求两个不同特性阻抗的传输线接口处的S矩阵
解：二端口网络只包含接头，参 考面的选择：1端口和2端口 均在虚线处
S11 =
b1 a1
a2 =
= 0
Gin
其等效电路为：
Z02
Z01
Z02
S11 =
b1 a1
a2 =
= 0
Gin =
Zin - Z01 = Zin + Z01
Z02 - Z01 Z02 + Z01
T12 A T22 A
轾 犏 犏 臌ab22
A A
轾 犏 犏 臌ab11BB = 轾 犏 犏 臌TT1211BB
T12 B T22 B
轾 犏 犏 臌ab22BB
对于两级联之间的入射波和出射波的关系，故有：
轾 犏 犏 臌ab11AA = 轾 犏 犏 臌TT1211AA
T12 A T22 A
轾 犏 犏 臌TT1211BB