微波技术与天线-第5章教材课件

微波技术与天线第五章第五章 微波元器件微波元器件 任任何何频频段段工工作作的的电电子子设设备备，都都需需要要各各种种功功能能的的元元器器件件，既既有有如如电电容容、电电感感、电电阻阻、滤滤波波器器、分分配配器器、谐谐振振回回路路等等无无源源元元器器件件，以以实实现现信信号号匹匹配配、分分配配、滤滤波波等等功功能能；又又有有晶晶体体管管等等有有源源元元器器件件，实实现现信信号号产产生生、放放大大、调调制制、变变频频等功能。等功能。在微波系统中，实现对微波信号的产生、放大、变频、在微波系统中，实现对微波信号的产生、放大、变频、匹配、分配、滤波等功能的部件，统称为微波元器件。匹配、分配、滤波等功能的部件，统称为微波元器件。微波技术与天线微波元器件按其变换性质可分为三大类微波元器件按其变换性质可分为三大类:线线性性互互易易元元器器件件(linear reciprocal devices)只只对对微微波波信信号号进进行行线线性性变变换换而而不不改改变变频频率率特特性性并并满满足足互互易易定定理理，主主要要包包括括：各各种种微微波波连连接接匹匹配配元元件件、功功率率分分配配元元器器件件、微微波滤波器件及微波谐振器件波滤波器件及微波谐振器件等；等；线线性性非非互互易易元元器器件件(linear nonreciprocal devices)主主要要是是指指铁铁氧氧体体器器件件，它它的的散散射射矩矩阵阵不不对对称称，但但仍仍工工作作在在线线性性区域，主要包括：区域，主要包括：隔离器、环行器隔离器、环行器等；等；非非线线性性器器件件(nonlinear devices)能能引引起起频频率率的的改改变变，从从而而实实现现放放大大、调调制制、变变频频等等，主主要要包包括括微微波波电电子子管管、微微波波晶晶体体管管、微微波波固固态态谐谐振振器器、微微波波场场效效应应管管及及微微波波电电真真空器件空器件等。等。微波技术与天线5.1 连接匹配元件连接匹配元件 微波连接匹配元件包括微波连接匹配元件包括三大类三大类:终端负载元件终端负载元件(terminal load devices)是是连接在传输系统连接在传输系统终端实现终端短路、匹配或失配终端实现终端短路、匹配或失配等功能的元件；等功能的元件；微波连接元件微波连接元件(microwave connector)是是将作用不同的两将作用不同的两个微波系统按一定要求连接起来个微波系统按一定要求连接起来，主要包括：，主要包括：波导接头、波导接头、衰减器、相移器及转换接头衰减器、相移器及转换接头等；等；阻抗匹配元器件阻抗匹配元器件(impedance matched devices)是用于是用于调调整传输系统与终端之间阻抗匹配整传输系统与终端之间阻抗匹配的器件，主要包括的器件，主要包括螺钉螺钉调配器、多阶梯阻抗变换器及渐变型变换器调配器、多阶梯阻抗变换器及渐变型变换器等。等。微波技术与天线1.终端负载元件（单口元件）终端负载元件（单口元件）;(1)短路负载短路负载(short circuit load)g/4g/4g/4波导短路活波导短路活塞塞同轴线短路活塞同轴线短路活塞有效短路面 短短路路负负载载又又称称为为短短路路器器,它它的的作作用用是是将将电电磁磁能能量量全全部部反反射射回回去去。对金属波导最方便的短路负载是在波导终端接上一块金属片。对金属波导最方便的短路负载是在波导终端接上一块金属片。实实际际中中的的短短路路器器都都是是做做成成可可以以移移动动的的，这这种种短短路路负负载载又又称称为为可可调短路活塞调短路活塞。有效短路面微波技术与天线匹配负载是一种几乎能全部吸收输入功率的元件匹配负载是一种几乎能全部吸收输入功率的元件。波导内放置锲波导内放置锲形吸收体形吸收体 或在波导外侧加装或在波导外侧加装散热片以利于散热散热片以利于散热 对波导来说，小功率匹配负载一般在一段对波导来说，小功率匹配负载一般在一段终端短路的波导内终端短路的波导内放置放置一块或几块一块或几块劈形吸收片劈形吸收片。当吸收片平行地放置在波当吸收片平行地放置在波导中中电场最最强强处，吸收片吸收片强强烈吸收微波能量，其反射烈吸收微波能量，其反射变小，小，劈尖的劈尖的长度越度越长吸收效果越吸收效果越好，匹配性能越好，劈尖好，匹配性能越好，劈尖长度一般取度一般取 g/2的整数倍。的整数倍。劈形吸收片劈形吸收片劈形玻璃容器劈形玻璃容器当当功率功率很大时采用很大时采用水水负载 (2)匹配负载匹配负载(matched load)当功率较大时当功率较大时微波技术与天线微带匹配负载微带匹配负载用用半半圆形形电阻阻作作为吸收体吸收体,特点是特点是频带宽而且功率容量也大而且功率容量也大 同轴线同轴线锥型匹配负载锥型匹配负载 同轴线同轴线梯形匹配负载梯形匹配负载 微波技术与天线微波技术与天线(3)失配负载失配负载(mismatch load)失失配配负负载载既既吸吸收收一一部部分分微微波波功功率率又又反反射射一一部部分分微微波波功功率率，而而且且一一 般般制制成成一一定定大大小小驻驻波波的的标标准准失失配配负负载载，主主要要用用于于微微波波测测量量。失失配配负负载载和和匹匹配配负负载载的的制制作作相相似似，只只是是略略微微改改变变一一下下尺尺寸寸，使使之之和和原原传传输输系统失配。系统失配。微波技术与天线2.微波连接元件微波连接元件 微微波波连连接接元元件件是是二二端端口口互互易易元元件件，主主要要包包括括：波波导导接接头头、衰衰减减器、相移器和转换接头。器、相移器和转换接头。连接点接触可靠连接点接触可靠;不引起电磁波的反射不引起电磁波的反射,输入驻波比尽可能小输入驻波比尽可能小,一般在一般在1.21.2以下以下;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;而且结构要牢靠而且结构要牢靠,装拆方便装拆方便,容易加工等容易加工等。微波技术与天线(1)波导接头波导接头(waveguide connector)平法兰平法兰扼流法扼流法兰 平法兰特点：加工方便、体积小、频带宽，其驻波比可以做到平法兰特点：加工方便、体积小、频带宽，其驻波比可以做到1.002以下，但要求接触表面光洁度较高。以下，但要求接触表面光洁度较高。常用常用于于低功率、低功率、宽频带场合合。扼流法兰特点：功率容量大，接触表面光洁度要求不高，但工作频扼流法兰特点：功率容量大，接触表面光洁度要求不高，但工作频带较窄，驻波比的典型值是带较窄，驻波比的典型值是1.02。一般用于高功率、窄一般用于高功率、窄频带场合。合。微波技术与天线波波导导连连接接头头除除了了法法兰兰接接头头之之外外，还还有有各各种种扭扭转转(twist)和和弯弯曲曲(bend)元件元件，从而改变电磁波方向。，从而改变电磁波方向。微波技术与天线 1、衰减器：、衰减器：同轴线衰减器同轴线衰减器 可调波导衰减器可调波导衰减器吸波材料片吸波材料片 作用作用：根据需要，减小所传输信号的幅度。：根据需要，减小所传输信号的幅度。原理原理：用吸波材料吸收一定的电磁能量来实现衰减。：用吸波材料吸收一定的电磁能量来实现衰减。(2)衰减元件和相移元件衰减元件和相移元件微波技术与天线2、移相器：、移相器：原理原理：电磁波在不同介质中具有不同的相移常数。因：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。此改变电磁波经过的介质就可以改变其相移量。作用作用：可以人为地改变传输电磁波的相位。：可以人为地改变传输电磁波的相位。低损耗介质片低损耗介质片l 当将衰减器的衰减片换成当将衰减器的衰减片换成介电常数介电常数 r1的低耗介质片的低耗介质片时，就构成了移相器时，就构成了移相器微波技术与天线功率分配网络功率分配网络天线阵元天线阵元移相器移相器源源 应用举例：应用举例：用于相控阵天线中，要求每个天线阵元用于相控阵天线中，要求每个天线阵元辐射相位不同的电磁波。辐射相位不同的电磁波。移相器的移相器的相移量相移量微波技术与天线1.1.同轴线同轴线波导转接器波导转接器 它将同轴线的一端加信号它将同轴线的一端加信号,另一端的内导体伸入另一端的内导体伸入矩形波导内矩形波导内,则同轴线中则同轴线中TEMTEM模就会激励起矩形波导中模就会激励起矩形波导中TETE1010模模,反之亦然。这样实现了模式变换。反之亦然。这样实现了模式变换。(3)转换接头转换接头(switching connector)微波从一种传输系统过渡到另一种传输系统时需要用转换器微波从一种传输系统过渡到另一种传输系统时需要用转换器微波技术与天线2.2.波导波导微带转接器微带转接器由于矩形波导的等效阻抗通常由于矩形波导的等效阻抗通常在在300300 400400之间之间,而微带线而微带线特性阻抗一般为特性阻抗一般为50;50;而且矩而且矩形波导的高度形波导的高度b b又比微带线衬又比微带线衬底高度底高度h h大得多大得多,因此两种传输因此两种传输线不能直接相接线不能直接相接,常在波导和常在波导和微带线之间加一段脊波导过渡微带线之间加一段脊波导过渡段来实现阻抗匹配。段来实现阻抗匹配。微波技术与天线2024/6/183.3.同轴线同轴线微带转接器微带转接器 将同轴线的内导体向外将同轴线的内导体向外延伸一小段延伸一小段(长度约为长度约为1 1 2mm)2mm)与微带线中心导带搭与微带线中心导带搭接接,同轴线的外导体与微带线同轴线的外导体与微带线的接地平面相连的外壳相连的接地平面相连的外壳相连,这种接头根据报导这种接头根据报导,在在10GHz10GHz以下的频率范围内以下的频率范围内,可得到小可得到小于于1.151.15的驻波比的驻波比,在一般工程在一般工程中应用得到满意的结果。中应用得到满意的结果。微波技术与天线3.阻抗匹配元件阻抗匹配元件(1)螺钉调配器螺钉调配器(bolt tuner)使用时为了避免波导短路击穿，螺钉都设计成容性，即螺钉旋入波使用时为了避免波导短路击穿，螺钉都设计成容性，即螺钉旋入波导中的深度应小于导中的深度应小于3b/4。螺钉不同的螺钉不同的深度等效为深度等效为不同的电抗不同的电抗元件元件 螺钉调配器可分为单螺钉、双螺钉、三螺钉和四螺钉调配器。单螺螺钉调配器可分为单螺钉、双螺钉、三螺钉和四螺钉调配器。单螺钉调配器通过调整螺钉的纵向位置和深度来实现匹配的。钉调配器通过调整螺钉的纵向位置和深度来实现匹配的。微波技术与天线（2）多阶梯阻抗变换器多阶梯阻抗变换器(multi-ladder impedance changer)在在第第1章章中中我我们们已已经经知知道道用用/4阻阻抗抗变变换换器器可可实实现现阻阻抗抗匹匹配配，但但严严格格说说来来只只有有在在特特定定频频率率上上才才满满足足匹匹配配条条件件，若若要要使使变变换换器器在在较较宽宽的的工工作频带内仍可实现匹配，必须用多阶梯阻抗变换器。作频带内仍可实现匹配，必须用多阶梯阻抗变换器。波导形波导形同轴形同轴形微带形微带形微波技术与天线（3）渐变型阻抗变换器渐变型阻抗变换器(graded model impedance changer)增加阶梯的级数就可以增加工作带宽，但增加了阶梯级数，变换器的增加阶梯的级数就可以增加工作带宽，但增加了阶梯级数，变换器的总长度也要增加，尺寸会过大，另一方面结构设计越困难，因此提出总长度也要增加，尺寸会过大，另一方面结构设计越困难，因此提出用渐变线代替多阶梯。用渐变线代替多阶梯。渐变线：渐变线：其特性阻抗按一定规律平滑地由一条传输线的特性阻抗变换其特性阻抗按一定规律平滑地由一条传输线的特性阻抗变换到另一条传输线的特性阻抗到另一条传输线的特性阻抗。Zl微波技术与天线5.2 功率分配元器件功率分配元器件 在在微微波波系系统统中中，往往往往需需将将一一路路微微波波功功率率按按比比例例分分成成几几路路，这就是功率分配问题。这就是功率分配问题。实实现现上上述述功功能能的的元元件件称称为为功功率率分分配配元元器器件件(power divider)，主主要要包包括括：定定向向耦耦合合器器、功功率率分分配配器器以以及及各各种种微微波波分分支支器件器件。微波技术与天线1、定向耦合器、定向耦合器3 34 41 12 2 同向耦合同向耦合输入端口输入端口隔离端口隔离端口耦合端口耦合端口直通端口直通端口3 34 41 12 2 反向耦合反向耦合直通端口直通端口耦合端口耦合端口输入端口输入端口隔离端口隔离端口 作用：作用：从主传输线中取出一些电磁能量并向设定的方向从主传输线中取出一些电磁能量并向设定的方向传输。可以用来传输。可以用来监视功率、频率和频谱监视功率、频率和频谱;把功率进把功率进行分配和合成行分配和合成;又可以测量反射系数和功率又可以测量反射系数和功率,等等等等。是一条传输系统，称为主线是一条传输系统，称为主线为一条传输系统，称为副线为一条传输系统，称为副线微波技术与天线（1）、波导定向耦合器）、波导定向耦合器 双孔定向耦合器（窄频带）双孔定向耦合器（窄频带）3 34 41 12 21 12 23 34 43 34 41 12 2123N 多孔定向耦合器（频带较宽）多孔定向耦合器（频带较宽）耦合端口耦合端口3微波同相叠加，隔离口微波同相叠加，隔离口4反向抵消反向抵消微波技术与天线 单孔定向耦合器单孔定向耦合器 理想状态下，隔离端口应当没有输出，但实际上仍有一定理想状态下，隔离端口应当没有输出，但实际上仍有一定输出，因此应在隔离端口接匹配负载，吸收这一部分功率。输出，因此应在隔离端口接匹配负载，吸收这一部分功率。吸波材料吸波材料微波技术与天线 定向耦合器实例定向耦合器实例微波技术与天线（2）微带定向耦合器）微带定向耦合器 平行耦合线定向耦合器平行耦合线定向耦合器距离较近的微带线之间都有能量耦合距离较近的微带线之间都有能量耦合。锯齿形定向耦合器锯齿形定向耦合器提高性能提高性能主线主线副线副线微波技术与天线锯齿形定向耦合器实例锯齿形定向耦合器实例微波技术与天线 微带双分支定向耦合器微带双分支定向耦合器3 32 21 14 4ABCD 1输入，输入，2、3输出，相位差输出，相位差90度；度；4为隔离端口，无输出；为隔离端口，无输出；微波技术与天线微带双分支定向耦合器实例微带双分支定向耦合器实例微波技术与天线2.功率分配器功率分配器(power divider)将将一路微波功率按一定比例分成一路微波功率按一定比例分成n路路输出出的功率元件称的功率元件称为功率分配器。按功率分配器。按输出功率比例不同，可分出功率比例不同，可分为等功率分配等功率分配器和不等功率分配器。器和不等功率分配器。在在结构上，构上，大功率往往采用同大功率往往采用同轴线，而中小功率常采用微，而中小功率常采用微带线。微波技术与天线（1）微带功率分配器：微带功率分配器：Y形分支形分支 T形分支形分支微带天线阵微带天线阵微带天线阵元微带天线阵元微带线微带线微波技术与天线功分器实例功分器实例一分二一分三微波技术与天线主要特性：主要特性：3端口输入：端口输入：1、2等幅、反相输出，等幅、反相输出，4端口端口无输出；无输出；4端口输入：端口输入：1、2等幅、同相输出，等幅、同相输出，3端口端口无输出；无输出；1、2端口端口均有输入：均有输入：3端口输出差信号，端口输出差信号，4端口输出和信号；端口输出和信号；3、4端口相互隔离；端口相互隔离；1、2端口相互隔离；端口相互隔离；（2）微带环形电桥（微带魔）微带环形电桥（微带魔T）1243微带环形电桥实例微带环形电桥实例微波技术与天线3.波导分支器波导分支器(waveguide branch circuit)将微波能量从主波导中分路接出的元件将微波能量从主波导中分路接出的元件称为波导分支器。称为波导分支器。1)E面面T型分支型分支当当微微波波信信号号从从端端口口输输入入时时，平平均均地地分分给给端端口口，但但两两端端口口是是等等幅幅反反相相的的；当当信信号号从从端端口口反反相相激激励励时时，则则在在端端口口合合成成输输出出最最大大；而而当当同同相相激激励励端端口口时时，端口端口将无输出将无输出。结构 等效电路 微波技术与天线2)H面面T型分支型分支 当微波信号从端口当微波信号从端口输入时，平均地分给端口输入时，平均地分给端口，这两，这两端口得到是等幅同相的波；当在端口端口得到是等幅同相的波；当在端口同相激励时，则在同相激励时，则在端口端口合成输出最大，而当反相激励时端口合成输出最大，而当反相激励时端口将无输出将无输出。微波技术与天线3)匹配双匹配双T或魔或魔T(magic-T circuit)将将ET分支和分支和HT分支合并，并在接头内分支合并，并在接头内加匹配以消除各路的反射，则构成匹配双加匹配以消除各路的反射，则构成匹配双T，也，也称为魔称为魔T。H臂或臂或和臂和臂E臂或臂或差臂差臂 魔魔T具有对口隔离，邻口具有对口隔离，邻口3dB3dB耦合及完全匹配的关系，因此它在微波领耦合及完全匹配的关系，因此它在微波领域获得了广泛应用，尤其用在域获得了广泛应用，尤其用在雷达收发开关、混频器及移相器雷达收发开关、混频器及移相器等场合。等场合。微波技术与天线十字定向耦合器十字定向耦合器定向耦合器定向耦合器魔魔T双双微波技术与天线5.3 微波微波谐振器件谐振器件 在在低频电路低频电路中，谐振回路是一种基本元件，它是由中，谐振回路是一种基本元件，它是由电感电感L和电容和电容C串联或并联串联或并联而成，在而成，在振荡器中作为振荡回路用以控振荡器中作为振荡回路用以控制振荡器的频率；在放大器中用作谐振回路；在带通或带阻制振荡器的频率；在放大器中用作谐振回路；在带通或带阻滤波器中作为选频元件滤波器中作为选频元件等。在微波频率上，也有上述功能的等。在微波频率上，也有上述功能的器件，这就是微波谐振器件器件，这就是微波谐振器件(microwave resonators)。微波技术与天线 相当于低频中的谐振回路，具有储能、选频、稳频相当于低频中的谐振回路，具有储能、选频、稳频的功能；的功能；用途用途：微波源、滤波器、选频器等等；：微波源、滤波器、选频器等等；基本概念：基本概念：特点：特点：理论上说，有无穷多个谐振频率（多谐性）；理论上说，有无穷多个谐振频率（多谐性）；品质因素品质因素Q值很高（几万几十万）；值很高（几万几十万）；Q谐振系统谐振时的平均储能谐振系统谐振时的平均储能系统中每秒的能量消耗系统中每秒的能量消耗微波技术与天线n对于谐振腔而言，已经无法分出哪里是电感、哪里是电容，腔对于谐振腔而言，已经无法分出哪里是电感、哪里是电容，腔体内充满电磁场，因此只能体内充满电磁场，因此只能用场的方法进行分析用场的方法进行分析。微波技术与天线1、矩形波导谐振腔、矩形波导谐振腔 三个整数三个整数 m、n、l 的每一种组合都对应腔内的一种谐振模的每一种组合都对应腔内的一种谐振模式，因此：有无穷多个谐振模式；式，因此：有无穷多个谐振模式；（1）波导型谐振器：）波导型谐振器：abl 应采用两端短路的方式；应采用两端短路的方式；微波技术与天线2、圆波导谐振腔、圆波导谐振腔la 品质因数正比于腔体积，反比于腔内壁面积，故在同样体积品质因数正比于腔体积，反比于腔内壁面积，故在同样体积情况下，圆波导谐振腔比矩形谐振腔品质因数高，性能好，情况下，圆波导谐振腔比矩形谐振腔品质因数高，性能好，加工也容易，是最常用的谐振腔。加工也容易，是最常用的谐振腔。应采用两端短路的方式；应采用两端短路的方式；微波技术与天线（2）同轴腔谐振器：）同轴腔谐振器：谐振模式为谐振模式为TEM模式，场结构简单稳定、频带宽，应用广泛；模式，场结构简单稳定、频带宽，应用广泛；1、两端短路同轴谐振腔：、两端短路同轴谐振腔：l 短路活塞可改变腔长，从而短路活塞可改变腔长，从而改变谐振频率改变谐振频率短路短路活塞活塞可调可调 l()为自然数为自然数谐振频率谐振频率nlnfmm2=微波技术与天线2、一端短路另一端开路同轴谐振腔：、一端短路另一端开路同轴谐振腔：金属盖板防辐射金属盖板防辐射l 内导体可移内导体可移动，用于改动，用于改变谐振频率变谐振频率 实际结构实际结构可调可调 l()为自然数为自然数谐振频率谐振频率nlnfmm412-=微波技术与天线微带谐振器微带谐振器lab线节谐振器线节谐振器环形谐振器环形谐振器圆盘形谐振器圆盘形谐振器谐振条件：谐振条件：1、线节谐振器、缝隙谐振器：、线节谐振器、缝隙谐振器：2、环形谐振器：平均周长、环形谐振器：平均周长微波技术与天线5.4 微波铁氧体器件微波铁氧体器件 许多情况下，我们需要具有许多情况下，我们需要具有非互易性非互易性的器件。的器件。例例如如，在在微微波波系系统统中中，负负载载的的变变化化对对微微波波信信号号源源的的频频率率和和功功率率输输出出会会产产生生不不良良影影响响，使使振振荡荡器器性性能能不不稳稳定定。为为了了解解决决这这样样的的问问题题，最最好好在在负负载载和和信信号号源源之之间间接接入入一一个个具具有有不不可逆传输特性的器件。可逆传输特性的器件。这这种种器器件件具具有有单单向向通通行行、反反向向隔隔离离的的功功能能，称称为为隔隔离离器器(isolators)。另另 一一 类类 非非 互互 易易 器器 件件 是是 环环 行行 器器(circulators)，它具有它具有单向循环流通功能单向循环流通功能。微波技术与天线 在在非非互互易易器器件件中中，非非互互易易材材料料是是必必不不可可少少的的，微微波波技技术术中中应应用用很很广广泛泛的的非非互互易易材材料料是是铁铁氧氧体体。铁铁氧氧体体是是一一种种黑黑褐褐色色的的陶陶瓷瓷，最最初初由由于于其其中中含含有有铁铁的的氧氧化化物物而而得得名名。实实际际上上随随着着材材料料研研究究的的进进步步，后后来来发发展展的的某某些些铁铁氧氧体体并并不不一一定定含含有有铁铁元元素素。目目前前常常用用的的有有镍镍-锌锌、镍镍-镁镁、锰锰-镁铁氧体和钇铁石榴石（镁铁氧体和钇铁石榴石（YIG）等。等。特特性性：微微波波铁铁氧氧体体(ferrite)的的电电阻阻率率很很高高，比比铁铁的的电电阻阻率率大大10121016倍倍，当当微微波波频频率率的的电电磁磁波波通通过过铁铁氧氧体体时时，导导电电损损耗耗是是很很小小的的。铁铁氧氧体体的的相相对对介介电电常常数数为为10-20，更更重重要要的的是是，它它的的磁磁导导率率随随外外加加磁磁场场而而变变，即即具具有有非非线线性性；再再加加上上恒恒定定磁磁场场以以后后，它它在在各各方方向向上上对对微微波波磁磁场场的的磁磁导导率率是是不不同同的的，就就是是说说各各向向异异性性的的。由由于于这这种种各各向向异异性性，当当电电磁磁波波从从不不同同的的方方向向通通过过磁磁化化铁铁氧氧体体时时，便便呈呈现现一一种种非非互互易易性性(nonreciprocal properties)。利利用用这这种种效效应应，便便可可以以做做成成各各种种非非互互易微波铁氧体元件。易微波铁氧体元件。最常用的有最常用的有隔离器和环行器隔离器和环行器。微波技术与天线隔离器隔离器入射波入射波入射波入射波反射波反射波AA入射波可通过，反射波不可通过入射波可通过，反射波不可通过隔离器也叫反向器，它的基本特性是隔离器也叫反向器，它的基本特性是电磁波正向通过时几电磁波正向通过时几乎无衰减，反向通过时衰减很大乎无衰减，反向通过时衰减很大。常用于。常用于阻抗匹配阻抗匹配一、隔离器一、隔离器微波技术与天线二、二、Y型结环形器型结环形器铁氧体铁氧体外加恒定磁场外加恒定磁场波导环形器实例波导环形器实例 入射波到达分支口分为两路。对恒定磁场而言，一路为左旋，入射波到达分支口分为两路。对恒定磁场而言，一路为左旋，一路为右旋，由于铁氧体对不同旋向的波表现出不同的磁导率，电一路为右旋，由于铁氧体对不同旋向的波表现出不同的磁导率，电磁波将偏向磁导率高的一边，即：能量向磁导率高的一边集中。磁波将偏向磁导率高的一边，即：能量向磁导率高的一边集中。微波技术与天线环形器用于天线收发开关：环形器用于天线收发开关：天线天线接收机接收机发射机发射机发射通路发射通路接收通路接收通路发射机、接收机之间良好隔离发射机、接收机之间良好隔离微波技术与天线微波滤波器微波技术与天线C1C3C5L2L4L6 高阻抗短线高阻抗短线（窄线）（窄线）相当于相当于 串联电感串联电感 低阻抗短线低阻抗短线（宽线）相当于（宽线）相当于 并联电容并联电容C1C3C 5L2L4L6 微带电路实现方案微带电路实现方案微带低通滤波器微带低通滤波器 集总元件电路集总元件电路微波技术与天线微带带通滤波器微带带通滤波器输入输入输出输出两端开路的微带段，两端开路的微带段，长度均为长度均为g/2 微带段两端开路，波导波长等于微带段两端开路，波导波长等于 g 的电磁波才可以在微带的电磁波才可以在微带段上谐振并持续存在；段上谐振并持续存在；微带段与微带段之间有能量耦合；微带段与微带段之间有能量耦合；输入信号中，只有谐振频率及其附近频率的信号才可以一输入信号中，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，故为级一级耦合到输出口，故为带通滤波器带通滤波器。平行耦合微带型带通滤波器平行耦合微带型带通滤波器微波技术与天线某实际微带电路中的耦合带通滤波器某实际微带电路中的耦合带通滤波器微波技术与天线屏蔽盒中的微带带通滤波器屏蔽盒中的微带带通滤波器微波技术与天线将将 微带段折弯，以减小体积微带段折弯，以减小体积平行耦合微带型带通滤波器的变形平行耦合微带型带通滤波器的变形同轴线输入同轴线输入同轴线输出同轴线输出微波技术与天线微带带阻滤波器微带带阻滤波器g1/4终端开路终端开路输入输入输出输出 对于波导波长等于对于波导波长等于 g1、g2、g3 的电磁波而言，并联的电磁波而言，并联的终端开路的终端开路 四分之一支节实现了对地短路的功能，这些四分之一支节实现了对地短路的功能，这些频率的信号频率的信号 不能通过，故为不能通过，故为带阻滤波器带阻滤波器。g2/4g3/4微波技术与天线同轴线滤波器同轴线滤波器C2C4L1L3L5用高、低阻抗同轴线实现低通滤波器用高、低阻抗同轴线实现低通滤波器 低通滤波器低通滤波器 同轴线实现方案：同轴线实现方案：a：内导体半径：内导体半径b：外导体内半径：外导体内半径 高阻抗短线高阻抗短线（内导体细）（内导体细）相当于相当于 串联电感串联电感 低阻抗短线低阻抗短线（内导体粗）相当于（内导体粗）相当于 并联电容并联电容C2C4L1L3L5微波技术与天线 销钉型销钉型波导滤波器波导滤波器 膜片型膜片型微波技术与天线减小电容就要增大平行板距离而减小电感就要减少电感线圈的匝数,直到仅有一匝如果频率进一步提高,可以将多个单匝线圈并联以减小电感L进一步增加线圈数目,以致相连成片,形成一个封闭的中间凹进去的导体空腔,这就成了重入式空腔谐振器构成电容的两极拉开,则谐振频率进一步提高,这样就形成了一个圆盒子和方盒子当要求谐振频率越来越高时,必须减小L和C微波空腔谐振器的常用形式1.微波谐振器件的演化过程微波谐振器件的演化过程，减小减小L和和C，谐振频率谐振频率增大增大微波技术与天线谐振器谐振器谐振器谐振器谐振器谐振器导带导带导带导带谐振器谐振器导带导带导带导带微带谐振器的耦合、激励微带谐振器的耦合、激励导带导带