无源器件讲义课件

w无源器件像滤波器、分配器、谐振回路等以实现信号匹配、分配、滤波等w有源器件像微波晶体管、微波固态谐振器等以实现信号产生、放大、调制、变频等各种无源、有源元器件是微波系统的重要组成部分，它们的功能是对微波信号进行必要的处理和变换简介简介 微波器件微波器件无源器件简介微波器件u器件工作原理u关键技术参数u器件选型无源器件器件无源器件器件器件工作原理无源器件器件器件工作原理无源器件器件无源器件器件无源器件器件传输线分类：w1、微带线无源器件器件无源器件器件器件工作原理传输线分类：无源器件器件器件工作原理w2带状线无源器件器件无源器件器件器件工作原理2带状线无源器件器件器件工作原理w3、同轴线无源器件器件无源器件器件器件工作原理3、同轴线无源器件器件器件工作原理关键技术参数u工作带宽u插入损耗u回波损耗u带外抑制u无源交调u功率容限无源器件无源器件关键技术参数无源器件微波元器件按性质分为三类：w线性互易元器件w线性非互易元器件w非线性元器件分类分类 微波器件微波器件微波元器件按性质分为三类：分类微波器件w线性互易元器件只对微波信号进行线性变换而不改变频率特性，并满足互易定理主要包括：连接匹配元件、功率分配元器件、微波滤波器件及微波谐振器件等w线性非互易元器件包括：铁氧体器件（隔离器、环行器等）w非线性元器件能引起频率的改变从而实现放大、调制、变频等分类分类 微波器件微波器件线性互易元器件只对微波信号进行线性变换而不改变频率特性，并满从工程应用的角度重点介绍w连接匹配元件w功率分配元器件w微波谐振元件w微波铁氧体器件 无源器件无源器件从工程应用的角度重点介绍无源器件连接匹配元件：w终端负载w微波连接元件w阻抗匹配元件无源器件无源器件连接匹配元件简介连接匹配元件：无源器件连接匹配元件简介终端负载：连接在传输系统终端实现终端短路、匹配、标准失配等功能的元件终端负载无源器件无源器件连接匹配元件终端负载：终端负载无源器件连接匹配元件u匹配负载：是一种几乎能全部吸收输入功率的单端口元件。同轴线匹配负载是由在同轴线内外导体间放置圆锥或阶梯形吸收体构成微带匹配负载一般用半圆形的电阻作为吸收体，具有频带宽，功率容量大的特点。u失配负载：既能吸收一部分微波功率又反射一部分微波功率，一般制成一定驻波的标准失配负载，主要用于测量。u短路负载：实现微波系统短路的器件。终端负载无源器件无源器件连接匹配元件匹配负载：是一种几乎能全部吸收输入功率的单端口元件。终端负载性能指标：u工作带宽u回波损耗u无源交调u功率容限u接头类型终端负载无源器件无源器件连接匹配元件性能指标：终端负载无源器件连接匹配元件衰减器是二端口互易元件衰减器最常用的是吸收式衰减器工程中通常使用的是同轴型衰减器由“”型或“T”衰减网络组成。同轴衰减器通常有固定及可变衰减两种。衰减器无源器件无源器件连接元件衰减器是二端口互易元件衰减器无源器件连接元件w衰减器主要用于检测系统中控制微波信号传输能量、消耗超额能量，因而扩展信号测量的动态范围，诸如功率计，频谱分析仪，放大器，接收器等。衰减器无源器件无源器件连接元件衰减器主要用于检测系统中控制微波信号传输能量、消耗超额能量，u衰减值：标准衰减值从0分贝至60分贝，在0至20分贝的范围内可以0.5分贝递增，20至30分贝范围通常以1分贝递增，更大的衰减值由用户指定u频响与带宽：同轴衰减器通常工作于标称的宽频带内。u平均功率：为使器件特性不发生改变或免受永久性损坏所允许的最大连续功率值，衰减器的能量耗散单元具有热转换功能，高功率衰减器需要散热片、散热器或二者的结合使用。u峰值功率：为器件特性不发生改变或免受永久性损坏所允许的最大脉冲功率系值，对应于一定脉宽和循环周期脉冲的传输，传输功率与连续功率的百分比为负载数（负荷因数）。衰减器性能指标无源器件无源器件连接元件衰减值：衰减器性能指标无源器件连接元件在微波系统中，需将微波功率按一定比例分成两路或多路，必须使用功率分配器件。功率分配器包括：定向耦合器、功分器、微波分支器。简介无源器件无源器件功率分配元器件在微波系统中，需将微波功率按一定比例分成w定向耦合器是一种具有定向传输特性的四端口元件，是由耦合装置联系在一起的两对传输系统构成的。如图示：w耦合装置的耦合方式有孔、分支线、耦合线等形成不同的定向耦合器。无源器件无源器件功率分配元器件定向耦合器耦合装置P4P3P2P1定向耦合器是一种具有定向传输特性的四端口元件，是由耦合装置联w(1)耦合度w输入端“”的输入功率P1与耦合端“”的输出功率P3之比定义为耦合度，记作C。wC=10lg（dB）无源器件无源器件功率分配元器件定向耦合器(1)耦合度无源器件功率分配元器件定向耦合器w(2)隔离度w输入端“”的输入功率P1与隔离端“”的输出功率P4之比定义为隔离度，记作I。wI=10lg（dB）无源器件无源器件功率分配元器件定向耦合器(2)隔离度无源器件功率分配元器件定向耦合器w(3)定向度w耦合端“”的输入功率P3与隔离端“”的输出功率P4之比定义为定向度，记作D。wD=10lg=20lg=I-C（dB）无源器件无源器件功率分配元器件定向耦合器(3)定向度无源器件功率分配元器件定向耦合器w(4)输入驻波比w端口“、”都接匹配负载时的输入端口“”的驻波比定义为输入驻波比。w=无源器件无源器件功率分配元器件定向耦合器(4)输入驻波比无源器件功率分配元器件定向耦合器w工作带宽工作带宽是指定向耦合器的上述C、I、D、等参数均满足要求时的工作频率范围。无源器件无源器件功率分配元器件定向耦合器工作带宽无源器件功率分配元器件定向耦合器w双分支定向耦合器原理Z0PZ0PZt2Zt1Z1Z2Z4Z3ADBCg/4g/4无源器件无源器件功率分配元器件定向耦合器举例双分支定向耦合器原理Z0PZ0PZt2Zt1Z1Z2Z4Z3w平行耦合微带定向耦合器（反向）U0Z0Z0oZ0eZ0Z0Z0无源器件无源器件功率分配元器件定向耦合器举例平行耦合微带定向耦合器（反向）U0Z0Z0oZ0eZ0Z用途：w信号注入w功率流监测w测定驻波比w信号采样无源器件无源器件功率分配元器件定向耦合器应用用途：无源器件功率分配元器件定向耦合器应用主要技术参数w工作频带w插入损耗w回波损耗w耦合度w方向性w功率容量w接头类型w无源交调无源器件无源器件功率分配元器件定向耦合器主要技术参数无源器件功率分配元器件定向耦合器w在微波电路中，为了将微波功率按一定比例分成两路或多路，必须使用功率分配器。w功率分配器类型很多，有同轴线型、带状线型或微带线型等。w功率分配器的主要指标有：功率分配比、工作频带、输出口隔离、输入电压驻波比等。在大功率系统中还有功率容量的要求功率分配器功率分配器 无源器件无源器件在微波电路中，为了将微波功率按一定比例分成两路或多路，必须使主要工作参数：w工作频带w插入损耗w分配比w隔离度w驻波比w功率容量w无源交调w接头类型功率分配器功率分配器 无源器件无源器件主要工作参数：功率分配器无源器件w插入损耗是分配损耗以外的不可还原的损耗，当分配器用作合成器时的损耗称为合成损耗，合成损耗等于插入损耗+分配损耗。当合成器输入信号幅度频率相位均相同时，合成损耗中的分配损耗为0。功率分配器功率分配器 无源器件无源器件插入损耗功率分配器无源器件合路器合路器 无源器件无源器件功率分配与合成，包括电桥和频段混合器电桥适用于同频段信号合路频段混合器适用于不同频段信号的合路合路器无源器件功率分配与合成，包括电桥和频段混合器3分贝电桥分贝电桥 无源器件无源器件微波混合电桥是一四端口网络，它的特性是其中有两个端口相互隔离，另两个端口等功率输出，可以用作等功率分配器。微波混合电桥的主要指标有：功率平衡度、相位平衡度、隔离度、输入电压驻波比、工作带宽等。3分贝电桥无源器件微波混合电桥是一四端口网3分贝电桥分贝电桥 无源器件无源器件RB-NKC1等系列大功率电桥，也叫合路器，是用于把两个基站的信号或两路载波信号合路馈送到天线或电缆中，每一天馈系统都具有两个载波的信号，或是把一路载波等分成两路输出到天馈系统中。大功率电桥有800960MHz、17102200MHz、8002200MHz三种频段，每一种频段的大功率电桥都有N-K和D-K（7/16）型两种接头形式。大功率电桥具有输入隔离度高、RF损耗小、功率容量大的特点。3分贝电桥无源器件RB-NKC1等系列大功率电桥，也滤波器滤波器 无源器件无源器件滤波器是一种二端口网络，有选择频率的特性。分类：低通、高通，带阻、带通。技术：二项式（巴特沃斯），切比雪夫、椭圆函数RF插入损耗波纹带宽矩形系数阻带抑制主要参数：滤波器无源器件滤波器是一种二端口网络，有选择频率的特性。双工器双工器无源器件无源器件双工器是频分双工体制收发信系统的一种重要部件，起着对接收机和发信机在同时工作时收发频率隔离作用，一般由收发滤波器组成，后接一共有部件至天线。双工器无源器件双工器是频分双工体制收发信系统GSM/CDMA频段合路器频段合路器 无源器件无源器件GSM/CDMA双频段合路器是为了满足移动通信实际工程而设计，其原理是GSM频段和CDMA频段两种滤波器的有效组合。采用压缩、陷波和高Q值等先进的设计方法、数控加工及铝镀银工艺综合而成，使其具有合分路损耗小、双频段间抑制度高、功率容量大、温度稳定性好等特点。原理GSM/CDMA频段合路器无源器件GSM/CDMA双频段合路器频段合路器 无源器件无源器件实现GSM、CDMA频段合路输出，亦可实现频段间信号的分路输出，工程中使两个信号分别从GSM、CDMA端口输入，ANT端口输出，实现合路功能。也可将双频信号从ANT端口输入，分别从GSM、CDMA端口输出，实现分路功能。功能频段合路器无源器件实现GSM、CDMA频段合路输出，频段合路器频段合路器 无源器件无源器件被测信号与信号源在规定温度下相连接，给施加指定频率，持续4小时时间，指标变化应小于10%。大功率状态下工作要求器件有良好匹配与足够隔离（良好的匹配能使信号有效地从发信机传输到天线，足够隔离使发信机互不影响，避免互相干扰）。功率容限频段合路器无源器件被测信号与信号源在规定温功率分配器功率分配器 RD-5xN/NP-B系列宽频带微带功分器，使用在8002200MHz频段，覆盖了CDMA、GSM、DCS、3G等频段，适用于室内分布系统蜂窝网的功率均等分配，主要使用在中低功率场合。RD-5xN/NP-F系列宽频带功分器，使用在8002200MHz频段，覆盖了CDMA、GSM、DCS、3G等频段，适用于室内和室外分布系统蜂窝网的功率均等分配，可使用在大功率场合。无源器件无源器件功率分配器RD-5xN/NP-B系列宽频带微带功分功分器功分器功分器功分器功分器名称双频带功分器型号RD-52N/NP-C0RD-53N/NP-C0RD-54N/NP-C0频率范围800960MHz分配损耗3dB4.8dB6dB插损0.4dB0.5dB0.6dB驻波比（所有端口）1.3:1功率容量15W阻抗50接头N-K体积908622mm1349622mm17410122mm重量0.2kg0.3kg0.4kg环境温度-35+75相对湿度95%RD-52（3/4）N/NP-C0功分器RD-52（3/4）N/NP-C0功分器功分器名称双频带功分器型号RD-52S/SP-C0RD-53S/SP-C0RD-54S/SP-C0频率范围800960MHz分配损耗3dB4.8dB6dB插损0.4dB0.5dB0.6dB驻波比（所有端口）1.3:1功率容量15W阻抗50接头S-K体积908622mm1349622mm17410122mm重量0.2kg0.3kg0.4kg环境温度-35+75相对湿度95%RD-52（3/4）S/SP-C0功分器RD-52（3/4）S/SP-C0功分器功分器RD-5 2（3/4）N/NP-F1名称宽频微带功分器型号RD-52N/NP-F1RD-53N/NP-F1RD-54N/NP-F1频率范围8002400MHz驻波比1.2:11.25:11.3:1分配损耗3dB4.8dB6dB插损0.1dB:8002200MHz0.2dB:22002400MHz最大输入功率200W阻抗50接头N-K体积2024325mm1298923mm2026143mm重量0.36kg0.39kg0.42kg环境温度-40+75相对湿度95%功分器RD-52（3/4）N/NP-F16dB20功分器功分器RD-5 2（3/4）N/NP-F2名称宽频微带功分器型号RD-52N/NP-F1RD-53N/NP-F1RD-54N/NP-F1频率范围8002500MHz驻波比1.2:11.25:11.3:1分配损耗3dB4.8dB6dB插损0.1dB:8002200MHz0.2dB:22002500MHz最大输入功率200W阻抗50接头N-K体积2024325mm1298923mm2026143mm重量0.36kg0.39kg0.42kg环境温度-40+75相对湿度95%功分器RD-52（3/4）N/NP-F26dB20名称微带功分器型号RD-52N/NP-B0RD-53N/NP-B0RD-54N/NP-B0频率范围8002200MHz分配损耗3dB4.8dB6dB插损0.3dB0.5dB0.4dB驻波比(所有端口)1.2:1隔离度20dB功率容量50W阻抗50接头N-K体积1075723mm1298923mm12911923mm重量0.3kg0.48kg0.64kg环境温度-35+75相对湿度95%功分器功分器RD-5 2（3/4）N/NP-B0名称微带功分器型号RD-52N/NP-B0RD-53N/NP功分器功分器RD-5 2（3/4）N/NP-B2名称微带功分器型号RD-52N/NP-B2RD-53N/NP-B2RD-54N/NP-B2频率范围8002500MHz耦合损耗3dB4.8dB6dB插损0.3dB0.4dB0.5dB带内平坦度0.3dB0.3dB0.3dB驻波比1.25:1隔离度20dB功率容量100W阻抗50接头N-K环境温度-35+75相对湿度95%功分器RD-52（3/4）N/NP-B2名称微带功分器功分器功分器RD-52（3/4）D/DP-F0名称宽频带功分器型号RD-52D/DP-F0RD-53D/DP-F0RD-54D/DP-F0频率范围8002200MHz驻波比1.2:1分配损耗3dB4.8dB6dB插损0.1dB功率容量700W阻抗50接头D-K体积2288238mm2598238mm2598260mm重量1.0kg1.1kg1.2kg环境温度-55+125相对湿度95%功分器RD-52（3/4）D/DP-F0名称宽频带功分器型号耦合器耦合器耦合器耦合器耦合器RC-5PJ/PK/NK-xxC名称900MHz大功率耦合器型号RC-5PJ/PK/NK-xxC频率范围820960MHz耦合度15dB：151.0dB45dB：451.0dB20dB：201.0dB50dB：501.0dB30dB：301.0dB55dB：551.0dB40dB：401.0dB70dB：701.0dB插损0.1dB驻波比1.21功率容量200W阻抗50接头7/16-J、7/16-K、N-K尺寸825636mm重量0.4kg环境温度-30+65相对湿度95%耦合器RC-5PJ/PK/NK-xxC名称900MHz大功率耦合器耦合器RC-5PJ/PK/NK-xxD名称1.8GHz大功率耦合器型号RC-5PJ/PK/NK-xxD频率范围17001900MHz耦合度30dB：301.0dB40dB：401.0dB45dB：451.0dB50dB：501.0dB55dB：551.0dB插损0.1dB驻波比1.2：1功率容量200W阻抗50接头7/16-J、7/16-K、N-K尺寸825636mm重量0.4kg环境温度-30+65相对湿度95%耦合器RC-5PJ/PK/NK-xxD名称1.8GHz大功率耦合器耦合器RC-5NK/NK/NK-XXF1名称A型宽频带耦合器型号RC-5NK/NK/NK-06F1RC-5NK/NK/NK-10F1RC-5NK/NK/NK-15F1RC-5NK/NK/NK-20F1频率范围8002300MHz耦合度(典型值)6dB10dB15dB20dB插损(含分配比)1.8dB0.7dB0.4dB0.3dB驻波比1.4:11.3:1功率容量100W阻抗50接头N-K体积2426325mm2426325mm2426325mm1666040mm重量0.48kg0.48kg0.48kg0.43kg环境温度-35+75相对湿度95%耦合器RC-5NK/NK/NK-XXF1名称A型宽频带耦合器耦合器耦合器RC-5NK-03F名称B型宽频带3dB耦合器型号RC-5NK-03F频率范围800960MHz17102200MHz耦合度3.10.2dB3.10.3dB插损0.3dB驻波比（所有端口）1.21隔离度23dB最大输入功率150W阻抗50接头N-K尺寸1275823mm重量0.2kg环境温度-35+75相对湿度95%耦合器RC-5NK-03F名称B型宽频带3dB耦合器型号RC名称900MHz耦合器型号RC-5NK/NK/NK-xxC频率范围800960MHz耦合度5dB：50.75dB；10dB：101.0dB15dB：151.0dB；20dB：201.0dB30dB：301.0dB插损(含分配比)5dB：2.2dB；10dB：0.7dB15dB：0.5dB；20dB：0.4dB30dB：0.3dB驻波比1.41功率容量30W阻抗50接头N-K尺寸1127022mm重量0.2kg环境温度-35+75相对湿度95%耦合器耦合器RC-5NK/NK/NK-xxC名称900MHz耦合器型号RC-5NK/NK/NK-xxC频合路单元合路单元合路单元合路单元合路单元RB-NKF0名称大功率电桥型号RB-NKF0频率范围1710-2200MHz耦合度3dB（nominal）频带波动0.25dB插损0.2dB驻波比1.21输入隔离度30dB功率容量200W峰值功率1.5kW阻抗50接头N-K体积888720mm重量0.2kg环境温度-55+125相对湿度95%合路单元RB-NKF0名称大功率电桥型号RB-NKF0频率范合路单元合路单元RB-NKC1名称大功率电桥型号RB-NKC1频率范围800960MHz耦合度3.10.2dB插损0.15dB驻波比1.11隔离度35dB最大输入功率200W峰值功率1.5kW阻抗50接头N-K体积886620mm重量0.2kg环境温度-55+125相对湿度95%合路单元RB-NKC1名称大功率电桥型号RB-NKC1频率范合路单元合路单元FD-U860D934.5B51NN00名称CDMA/GSM合路单元型号FD-U860D934.5B51NN00频率范围825880MHz909960MHz插损0.8dB带内波动0.5dB回波损耗18dB带外抑制60dB最大输入功率100W阻抗50接头N-K体积48232060mm重量3kg环境温度-35+75相对湿度95%合路单元FD-U860D934.5B51NN00名称CDMA名称CDMA/GSM基站合路单元型号FD-U860D934.5B51NN01频率范围825880MHz909960MHz插损0.8dB回波损耗18dB通带波动0.5dB带外抑制80dB最大输入功率100W阻抗50接头N-K体积48232060mm重量3kg环境温度-35+75相对湿度95%合路单元合路单元FD-U860D934.5B51NN01名称CDMA/GSM基站合路单元型号FD-U860D934.合路单元合路单元FD-U860D934.5B51NN00名称GSM/DCS双频合路单元型号FD-U900D1850B200NN00频率范围通路1:8001000MHz通路2:17002000MHz带宽GSM200MHz；DCS300MHz带内插损0.5dB通带波动0.3dB回波损耗18dB隔离度50dB带外抑制GSM：50dB17002000MHzDCS：50dB8001000MHz最大输入功率100W阻抗50接头N-K环境温度-30+85相对湿度95%合路单元FD-U860D934.5B51NN00名称GSM合路单元合路单元FD-CDMA/GSM/DCSNN01名称CDMA/GSM/DCS三频合路单元型号FD-CDMA/GSM/DCSNN01频率范围通路1:825880MHz通路2:909960MHz通路3:17101880MHz带内插损0.8dB驻波比1.3:1回波损耗CDMA、GSM、DCS端口18dBANT端口17dB隔离度85dB最大输入功率100W阻抗50接头N型合路单元FD-CDMA/GSM/DCSNN01名称CDMA/合路单元合路单元CM-CLNN00名称蜂窝、WLAN合路器型号CM-CLNN00频率范围通路1:800960MHz通路2:17102170MHz通路3:24002500MHz带内插损0.6dB带内波动0.4dB带外抑制CELLULAR：60dB24002500MHzWLAN：80dB17102170MHzWLAN：80dB800960MHz回波损耗18dB最大输入功率200W阻抗50接头N-K型重量1.2Kg环境温度-3575合路单元CM-CLNN00名称蜂窝、WLAN合路器型号CM-名称终接负载型号LD-10NK0LD-10NJ0LD-20DK0LD-20DJ0频率范围DC2500MHz驻波比1.1:1功率容量10W10W20W20W阻抗50接头N-KN-JD-KD-J重量0.2kg0.2kg0.3kg0.3kg环境温度-55+125相对湿度95%负载负载LD-10NK(J)0 LD-20DK(J)0名称终接负载型号LD-10NK0LD-10NJ0LD-20D