1
但高次模式不能传输，
不能输出。
T
2
3臂输入， 4臂无输出
2
4臂输入， 3臂无输出
4、波导魔T（四端口元件） 3（E）
调匹配的装置
2
1 • 主要特性：
4（H）
• 任何端口都与外接传输线相匹配；3、4匹配之后，1、2
自动匹配；
• 3输入：1、2等幅、反相输出，4无输出；
• 4输入：1、2等幅、同相输出，3无输出；
四、波导滤波器
• 销钉型
• 膜片型
9. 3 终端元件（单端口元件）
一、匹配负载：
• 作用：接在传输线的终端，尽量吸收全部入射功率，保证 传输线的终端无反射，其驻波比在 1.05 左右 ～ 1.1 左右；
• 工作原理：元件中采用高阻衰减材料、吸波材料，吸收 入射的电磁波；
• 特点：吸波材料与空气的界面应做成渐变式过渡，减 小反射； 高功率匹配负载需要散热装置，将吸收的电磁 能转化成的热能散发出去。
1、波导式匹配负载
•体积式吸收体
பைடு நூலகம்•片式吸收体
• 大功率匹配干负载
• 大功率匹配水负载 水
散热片
入 出
2、同轴线式匹配负载
• 同轴匹配干负载
吸波材料
3、微带线式匹配负载 • 渐变式
导体带 介质 薄膜电阻
• 匹配阻抗式
开路
• 半圆式
g 4
二、短路器：
• 提供尽量大的反射系数； • 最好可自由移动； • 可移动短路活塞：接触式：物理接触
2、串联电感：
• 预备知识：
Zc
l
一段无耗短传输线
等效
L/2 L/2
L Zcl 2 2v p
C
C Ycl
若Zc大，则L大， C小可忽略 v p
若Zc小，则C大， L小可忽略
• 一段Zc大的短传输线可等效为串联电感； 一段Zc小的短传输线可等效为并联电容。
• 当介质基片厚度一定时，微带宽度W↘，则Zc↗； • 一段窄的短微带线可等效为串联电感；
• 能量分配功能
1
2
3
• 3臂输入时，从1、2臂等幅、同相输出；
• 3臂自身有反射，但若在该分支波导加入匹 配装置，可使3臂的入射能量全部从1、2臂 平分输出；
1
2
1臂输入时，从
3
2、3臂输出；
1
2
2臂输入时，从
3
1、3臂输出；
• 求和信号的功能
T
1
信号1
2 信号2
3 信号1＋信号2
• 两信号分别从1、2臂输入，且到达分支波导中 轴T面时相位相同，则3臂输出两信号之和，称为 和信号。
一、低频滤波器设计
• 低通滤波器的设计已非常 成熟；
（频率）
• 低通滤波器：最平坦式、 切比雪夫式、椭圆函数式
• 将所需其他滤波器的衰减 特性通过频率变换，得到对 应的低通滤波器衰减特性；
• 设计该对应的低通滤波器的 电路结构和元件值；
• 应用频率变换，得到所需滤 波器的电路结构和元件值。
二、微波滤波器设计
带阻滤波器实例
四、同轴线滤波器
• 低通滤波器
L1
L3
L5
C2
C4
• 同轴线实现方案：
L1 C2
L3
L5 C4
Zc
ln b 2 a
a：内导体半径
用高、低阻抗同轴线实现低通滤波器 b：外导体内半径
• 高阻抗短线（内导体细） 相当于 串联电感 • 低阻抗短线 （内导体粗）相当于 并联电容
• 1、2均有输入：3输出差信号，4输出和信号；
• 3、4臂相互隔离；1、2臂相互隔离；
• 在微波设备、雷达中应用广泛。
二、 微带分支：
• T形分支
微带线 微带天线阵元
• Y形分支
微带天线阵
功分器实例
一分二
一分三
• 微带环形电桥（微带魔T）
1
3
4 主要特性：
2
微带环形电桥实例
• 3臂输入：1、2等幅、反相输出，4臂无输出；
• 抗流式波导接头
9. 5 衰减器和移相器
一、衰减器： • 作用：根据需要，减小所传输信号的幅度。 • 原理：用吸波材料吸收一定的电磁能量来实现衰减。 • 可调波导衰减器
g 4
• 同轴线衰减器
吸波材料片
二、移相器：
• 作用：可以人为地改变传输电磁波的相位。 • 原理：电磁波在不同介质中具有不同的相移常数。因 此改变电磁波经过的介质就可以改变其相移量。
低阻抗段
Zc
Zc
Zc
l Zc Zc
• 用并联的终端开路支节实现并联电容或并联电感；
5、并联在传输线上的谐振回路：
• 在传输线上并联一个或多个支节，这些支节等效 于串联或并联谐振回路。
6、微带线中的串联电阻：
高阻金属薄膜，吸收电磁能量
R
9. 2 微 波 滤 波 器 （衰减）
3、低通滤波器3
• 椭圆函数式 低通滤波器
L1
L3
L5
L2
L4
C6
C2
C4
• 微带电路实现方案
4、带通滤波器
输入
两端开路的微带段， 长度均为λg / 2
输出
平行耦合微带型带通滤波器
• 微带段与微带段之间有能量耦合； • 微带段两端开路，波导波长等于 λg 的电磁波才可以在微带 段上谐振并持续存在； • 输入信号中，只有谐振频率及其附近频率的信号才可以一 级一级耦合到输出口，故为带通滤波器。
非接触式：非物理接触，电接触；
• 波导可移动短路器
三、辐射终端
• 能量尽量辐射出去，尽量减小终端反射； • 波导喇叭天线
E面喇叭
H面喇叭
金字塔形喇叭
圆形喇叭
波导喇叭
喇叭天线
抛物面天线的喇叭馈源
9. 4 接头 (flange)
• 作用：连接各段传输线。 • 要求：电接触可靠，引起的反射尽量小，电磁能量不会外漏。
先按低频滤波器的常规设计方法，设计出低频集 总元件滤波器，得到其电路结构和每一个元件值；
然后，用微波频段的元件代替已设计电路中的集 总元件，该过程称为集总参数电路的微波实现。
如，波导中，电感、电容就可以用波导膜片、销 钉来实现，微带电路中也可用微带间隙、分支等来实 现电感、电容。
三、微带滤波器
1、低通滤波器1 • 集总元件电路
• 矩形波导TE10模式的相移常数

k 2 kc2
2 2
a
l
• 经过距离 l 的相移量
l l 2 2
a
• 相移量与媒质参数密切相关 低损耗介质片
• 应用举例：用于相控阵天线中，要求每个天线阵元 辐射相位不同的电磁波。
天线阵元
一段宽的短微带线可等效为并联电容。
•用高阻抗微带短线实现串联电感
高阻抗段
Zc
Zc
Zc
Zc
Zc
l Zc Zc
•为加大电感值，将高阻抗线弯曲、螺旋，增加匝数：
环形电感
圆形螺旋电感 方形螺旋电感
3、串联在传输线上的谐振回路：
L C
L C
4、并联电容、电感：
• 用低阻抗线实现并联电容：
• 能量分配功能
3
1
2
• 3臂输入时，从1、2臂等幅、反相输出；
• 3臂自身有反射，但若在该臂加入匹配装置， 可使3臂的入射能量全部从1、2臂平分输出；
3 1
3 1
2
1臂输入时，从
2、3臂输出；
2
2臂输入时，从
1、3臂输出；
• 求差信号的功能
信号1－信号2
3 信号1 1
2 信号2
T
• 两信号分别从1、2臂输入，且到达分支波导中轴 T面时相位相同，则3臂输出两信号之差，称为差 信号。
• 微带电路实现方案 L
L（电感） C（交指电容）
2、低通滤波器2 • 集总元件电路
L2
L4
L6
C1
C3
C5
• 微带电路实现方案
Zc
L2 C1
C3
L4
C5
L6
Zc
• 高阻抗短线（窄线） 相当于 串联电感
• 低阻抗短线 （宽线）相当于 并联电容
• 经过计算确定每段微带的长度、宽度，使其等效电 抗值与集总元件电路中的对应电抗值的相等。
• 求差信号的功能
T
1
信号1
2 信号2
3
信号1－信号2
• 两信号分别从1、2臂输入，且到达分支波导中轴 T面时相位相反，则3臂输出两信号之差，称为差 信号。 • 若此时两信号等幅，则3臂无输出；
3、波导双-T分支（四端口元件） 3（E）
2
1
• 主要特性：
4（H）
1、2同相输入：3输出差信号，4输出和信号；
某实际微带电路中的耦合带通滤波器
屏蔽盒中的微带带通滤波器
平行耦合微带型带通滤波器的变形
同轴线输入
同轴线输出
将 g 2 微带段折弯，以减小体积
5、带阻滤波器
终端开路
λg1 /4 输入
λg2 /4
λg3 /4
输出
对于波导波长等于 λg1 、λg2 、λg3 的电磁波而言，并
联的终端开路 四分之一支节实现了对地短路的功能，这 些频率的信号 不能通过，故为带阻滤波器。
• 若两输入信号等幅，则3臂无输出；
• 求和信号的功能
信号1＋信号2
3 信号1 1
2 信号2
T
• 两信号分别从1、2臂输入，且到达分支波导中 轴T面时相位相反，则3臂输出两信号之和，称 为和信号。