39微波元器件

微波元器件无源器件：滤波器、功分器、耦合器、衰减器、隔离器、环行器有源器件：放大器、混频器、振荡器1.滤波器•微波滤波器分类–按功能•低通（LPF）•高通（HPF）•带通（BPF）•带阻（BSF）–按衰减频率特性响应•最大平坦式•切比雪夫式•椭圆函数式•微波滤波器的主要技术指标–工作频率:滤波器的通带频率范围(3dB带宽)–插入衰减–波纹：通带和阻带的容限•微波滤波器的衰减特性)(11122NAPLdBPPLLinAlg10•微波滤波器的设计方法•经典方法：即低通原型综合法–先由衰减特性综合出低通原型–再进行频率变换–最后用微波结构实现电路元件。–结合数学计算软件(如MATLAB)和微波仿真软件（Ansoft、MicrowaveOffice等）可以得到满意的结果。2.功分器•功分器它是一种将一路输入信号分成两路或多路相等或不相等信号的器件，也可反过来将多路信号合成一路输出，此时可也称为合路器。•技术指标：1）插入损耗：器件直通损耗，其计算公式为所有路数的输出功率之和与输入功率的比值2）隔离度：当主路接匹配负载时，各分配支路之间的衰减量。3）幅度平衡：指频带内所有输出端口之间的幅度误差最大值。4）相位平衡：指频带内所有输出端口之间相对于输入端口相移量起伏程度。微带功分器成熟设计体积小布线灵活生产制造简单一致性高损耗较大常作为独立器件用于接收滤波器的信号分配波导功分器成熟设计功率容量大损耗小生产制造简单适用频率高用于波导系统常作为独立器件使用3.定向耦合器等效方框图•技术指标：1）耦合度：耦合端输出功率与主线输入功率之比(dB)。2）隔离度：输入功率与隔离端输出功率之比(dB)。3)方向性：耦合端的输出功率与隔离端的输出功率之比(dB)。4)输入驻波比：指其余三端口均接匹配负载时输入口的驻波比。5)频带宽度微带线耦合器体积小批量一致性好生产制造简单成熟设计结构多样，可实现带宽大损耗较大功率容量小在功率要求低的情况下采用时延滤波器和分集接收滤波器上较多使用可作为独立的元件使用波导耦合器成熟设计功率容量大损耗小生产制造简单适用频率高用于波导系统常作为独立器件使用4.衰减器•分类–按是否可调分•固定衰减器•可变衰减器–按工作原理分•吸收衰减器•截止衰减器•极化衰减器吸收式衰减器截止式衰减器极化式衰减器5.隔离器利用铁氧体的旋磁特性，配以适当的装置即可构成各种隔离器。1）法拉第旋转式2）场移式3）谐振式性能指标•散射矩阵•正向衰减量a+0100s)(1lg10lg10221101dBsPPa理想情况下α+=0，|S21|=1;一般希望α+越小越好。反向衰减量a-隔离比)dB(1lg10lg10212202SPP理想情况下α-→∞R6.环形器图5–33环行器及其场分布特性：各分支中的能量按照某种顺序环转。7.放大器所用器件：微波双极晶体管场效应晶体管技术指标：•增益：定义为负载吸收的功率PL与信号源输出的资用功率之比•噪声系数：一个线性两端口网络的噪声系数为F=输入端的信噪比/输出端的信噪比Nf=10log(F)dBTe=(F-1)T0T0为环境温度Pn=kTeB(W)网络产生的噪声功率多级电路系统的综合噪声系数由下式给出：Ft=F1+(F2-1)/G1+(F3-1)/(G1*G2)+··+(Fn-1）/(G1*G2*··*Gn)•频率特性:包括增益特性（增益随频率的变化特性）和相位特性（相位随频率的变化特性）。•效率：定义为交流输出功率与直流输入功率之比。•输入输出特性：表示放大器输入功率变化时，输出功率的变化规律，即放大器的线性度。常用当增益下降1dB时的功率来表示，称为1dB压缩点。低噪声放大器（小信号放大器）功率放大器主要种类•单端混频器•平衡混频器•双平衡混频器•双双平衡混频器8.混频器技术指标：•变频损耗Lm：输入的微波信号功率与输出的中频信号功率之比。（因素）•噪声系数：F=Fm+Lm(FIF－1)•信号端与本振端隔离度：用PS表示输入信号功率，PLS表示信号泄漏到本振端口的功率，则隔离度定义为LSL=10lg(PS/PLS)。•频带宽度：满足各项指标的频率范围。包括本振和信号的频率范围和中频的频率范围。•动态范围：能使混频器正常工作的输入电平的范围。9.微波振荡器(一)负阻型振荡器YD=GD+jBD,YL=GL+jBL根据振荡理论,负阻振荡器的振荡条件为0DLDLGGGG(二)微波晶体管振荡器与低频晶体管振荡器一样,微波晶体管振荡器可以看成具有再生反馈的放大器,如图所示。技术指标：1.频率稳定度2.谐波抑制度3.载噪比放映结束，谢谢观看