西安电子科技大学：《微波技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二十章 多口元件 Multi - Port Element

第0章多口元件 Multi-Port element 多口网络在微波工程中承担分路(功率分 配)、和差、环行、耦合等等重要功能

第20章 多口元件 Multi - Port Element 多口网络在微波工程中承担分路(功率分 配)、和差、环行、耦合等等重要功能

三口网络的一般性质 无耗互易网络的么正性 ISISEIn 具体应用互易条件有 00 010 20-1) 将上述矩阵展开后可分别得到两组方程,我们称 之为振幅条件和相位条件

一 、三口网络的一般性质 1. 无耗互易网络的么正性 [ S ] + [ S ]=[ I ] 具体应用互易条件有 S S S S S S S S S S S S S S S S S S 11 12 13 12 22 23 13 23 33 11 12 13 12 22 23 13 23 33 1 0 0 0 1 0 0 0 1 * * * * * * * * *                     =           (20-1) 将上述矩阵展开后可分别得到两组方程，我们称 之为振幅条件和相位条件

三口网络的一般性质 S1|2+1S2|2+|S32=1 S2+|S2+|S23 振幅条件 (20-2) +|S2+|S32 ,S+ss+ss 12 0 1113 +13 0相位条件(20-3) 1213 0 [性质]无耗互易三端口网络不可能同时匹配,即 S2=0 112233

| | | | | | | | | | | | | | | | | | S S S S S S S S S 11 2 12 2 13 2 12 2 22 2 23 2 13 2 23 2 33 2 1 1 1 + + = + + = + + =      振幅条件 (20-2) S S S S S S S S S S S S S S S S S S 11 12 12 22 13 23 11 13 12 23 13 33 12 13 22 23 23 33 0 0 0 * * * * * * * * * + + = + + = + + =      相位条件 (20-3) [性质］无耗互易三端口网络不可能同时匹配，即 S11 =S22 =S33=0 一、三口网络的一般性质

、三口网络的一般性质 1323 0 [证明采用反证法:假定S1=52=3=0,可知S1=0 分路 1223 和差 [S] 耦合 图20-1多端口元件功能

一、三口网络的一般性质 ［证明]采用反证法：假定S11=S22=S 33=0,可知 S S S S S S 13 23 12 13 12 23 0 0 0 * * * = = =      [S] aN . . . . . . ai a2 a1 bN b1 S b2 1 i 2 N 分路 和差 D 环行 耦合 图 20-1 多端口元件功能

三口网络的一般性质 Network [S] 于是在S12,S13,S23至少有两个为0,但这与式 (20-2)的振幅条件相悖,得证

一、三口网络的一般性质 Network 1 2 3 [S] S S S S S S S S S =           11 12 13 21 22 23 31 32 33 于是在S12，S13，S 23至少有两个为0，但这与式 (20-2)的振幅条件相悖，得证

口网终的一般性质 2.无耗非互易三口网络 性质]无耗非互易三口网络的三个端口可以完全匹配。 作为例子,有 010 S 00 (20-4)

作为例子，有 [S] = (20-4)           0 1 0 0 0 1 1 0 0 一、三口网络的一般性质 2. 无耗非互易三口网络 ［性质］无耗非互易三口网络的三个端口可以完全匹配

口元件 1.面7和所7分路元件 E面T H面T 审接元件 个、个a ④ ①端输入,②和③端功率平分 相位相反 ④端输入,②和自端功率平分相位 用于和差:②和◎同相等幅输入相同。 用于和差:②和③端同相等幅输入 ④端输出最大;②和③端反相等 g端无输出;②和间反相等幅输幅输入,⑨端无输出 入,①端输出最大

二、三口元件 1. E面T和H面T—分路元件 2 3 2 1 1 3 3 4 4 2 E面T H面T 串接元件 并接元件 ①端输入，②和③端功率平分， 相位相反。 用于和差：②和③同相等幅输入 ， ①端无输出；②和③反相等幅输 入，①端输出最大。 ④端输入，②和③端功率平分相位 相同。 用于和差：②和③端同相等幅输入 ，④端输出最大；②和③端反相等 幅输入，④端无输出

元件 2铁氧体环行器环行元件 00 00 理想s矩阵 [例1]理想环行器端口③接匹配负载灬即可构成二 端口隔离器

二、三口元件 2. 铁氧体环行器——环行元件 3 1 2 [S] =           0 0 1 1 0 0 0 1 0 理想s矩阵 [例1] 理想环行器端口③接匹配负载 ，即可构成二 端口隔离器。 L → o

元件 [解]由[S]参数定义写出=a 而=an泳及这一条件即可导得 Tb= 写出双口网络的[S]矩阵 (20-5) 10‖a 只要很小,即可得到典型的隔离器

二、三口元件 [解] 由［S］参数定义写出 b a b a b a 1 3 2 1 3 2 = = =      而 ，计及这一条件即可导得 写出双口网络的［S］矩阵 L = a b 3 3 / b b a b a 1 L 3 L 2 2 1 = = =      b b a a 1 L 2 1 2 0 1 0       =              (20-5) 只要L很小，即可得到典型的隔离器

四口网络的一般性质 1.定向耦合网络 定向耦合网络是一种常用的四端口网络,它一般规 定是无耗互易网络每对端口相互隔离: S,=0 (20-6) 其中一对匹配 0 (20-7) 符合上述条件的即可称为定向耦合器,其[S]矩阵是

三、四口网络的一般性质 1. 定向耦合网络 定向耦合网络是一种常用的四端口网络，它一般规 定,是无耗互易网络,每对端口相互隔离: S S 12 34 = = 0 (20-6) 其中一对匹配: S11 = S22 = 0 (20-7) 符合上述条件的即可称为定向耦合器，其［S］矩阵是