,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,射频微波无源器件介绍,任课老师：尹治平 赵烨,射频微波无源器件介绍任课老师：尹治平 赵烨,电阻电感电容,电阻的高频寄生效应,电阻电感电容电阻的高频寄生效应,电阻电感电容,电感的高频寄生效应,电阻电感电容电感的高频寄生效应,电阻电感电容,电容的高频寄生效应,电阻电感电容电容的高频寄生效应,电阻电感电容,印刷式电感,电阻电感电容印刷式电感,电阻电感电容,印刷式电容,电阻电感电容印刷式电容,电阻电感电容,射频微波电路中分布式电感电容的作用,作为分布式,LC,型滤波器的电感电容使用，,电阻电感电容射频微波电路中分布式电感电容的作用,电阻电感电容,射频微波电路中分布式电感电容的作用,缝隙电容可用于耦合（传输射频信号）和隔直（隔离直流信号）,电阻电感电容射频微波电路中分布式电感电容的作用,电阻电感电容,射频微波电路中分布式电感电容的作用,去耦和旁路,电阻电感电容射频微波电路中分布式电感电容的作用,滤波器的主要指标,1,、通带插入损耗：,理想的滤波器不应对通带内的信号引入损耗，然而实际的电路中总是会引入一定的功率损耗，称为插入损耗。其定义为信号源输入功率与负载得到的功率之比：,其中 是信号源的输入功率，是负载得到的功率，是从信号源向滤波器看去的反射系数。,2,、波纹,波纹是衡量带内响应平坦度的技术指标，我们可以用波纹系数定量的分析波纹的起伏大小，定义为带内用分贝或奈贝表示的相应幅度的最大和最小值之差。,滤波器的主要指标1、通带插入损耗：理想的滤波器不应对,滤波器的主要指标,3,、带宽,对于带通滤波器不同的衰减量对应于不同的带宽，常用的有,3 dB,带宽，其定义为通带内幅度衰减为,3 dB,的上下边带之差,60 dB,带宽定义为通带内幅度衰减为,60 dB,的上下边带之差：,4,、矩形系数,矩形系数描述了带通滤波器通带与阻带间过渡带宽的陡峭程度，通常定义为,60 dB,带宽与,3 dB,带宽的比值：,滤波器的主要指标3、带宽 对于带通滤波器不同的衰减,滤波器的主要指标,5,、,品质因数,品质因数可以分为空载品质因数,Q,和有载品质因数,Q,L,，两者由是否接有负载区分。通常空载品质因数,Q,定义为在谐振频率下，滤波器上一个周期内平均储能与功率损耗的比：,Q,E,为外部品质因数,品质因数的另外一个重要应用来自于它与,3dB,带宽间的关系：,滤波器的主要指标5、品质因数品质因数可以分为空载品质因数 Q,6,、带外抑制,:,规定滤波器在什么频率上会阻断信号,也可用带外滚降来描述,就是规定滤波器通带外每多少频率下降多少分贝。滤波器的寄生通带损耗越大越好,也就是谐振电路的二次、三次等高次谐振峰越低越好。,7,、承受功率。,在大功率发射机末端使用的滤波器要按大功率设计,元件体积要大,否则,会击穿打火,发射功率急剧下降。,滤波器主要指标,6、带外抑制:滤波器主要指标,集总器件构成的,LC,滤波,结构简单、成本低、由于集总器件特性在高频发生改变（图例为电感），只适用于低频（,2GHz,以下）,射频微波滤波器种类,集总器件构成的LC滤波射频微波滤波器种类,微带滤波器,结构灵活，形式多样，易于批量加工，是当前自行设计射频微波滤波器中最常用的一种,射频微波滤波器种类,微带滤波器射频微波滤波器种类,波导滤波器,抑制度高，插损小，体积大，在基站中常用作双工器,射频微波滤波器种类,波导滤波器射频微波滤波器种类,波导滤波器,抑制度高，插损小，体积大，在基站中常用作双工器,射频微波滤波器种类,波导滤波器射频微波滤波器种类,介质和陶瓷滤波器,体积小，成本低,射频微波滤波器种类,介质和陶瓷滤波器射频微波滤波器种类,声表面波滤波器,体积小，插损大，矩形系数非常好,射频微波滤波器种类,声表面波滤波器射频微波滤波器种类,功分器和耦合器,作用：功率分配或合成,功分器和耦合器作用：功率分配或合成,任意三端口网络的散射矩阵有,9,个独立元件,一个三端口网络不可能同时满足无损、互易和所有端口匹配的条件。,如果这三个条件允许有一个不满足，则在物理上是可能实现的。,功分器和耦合器,任意三端口网络的散射矩阵有9个独立元件一个三端口网络不可能同,四端口网络（定向耦合器和混合接头）,一个各端口匹配的互易四端网络的,S,矩阵形式如下,在四个端口的三个端口上选择适当的相位参考面，可以简化上面的矩阵。令,，其中,和,是实数，而,和,是待定相位常数。可推出剩余的相位常数之间的关系为,功分器和耦合器,四端口网络（定向耦合器和混合接头）一个各端口匹配的互易四端网,如忽略,2,的整数倍，通常在实际中出现两种特殊选择：,对称耦合器（,具有幅度为,的相位选成相等，则散射矩阵形式为,不对称耦合器（,=0,=/2,）,如忽略2的整数倍，通常在实际中出现两种特殊选择：对称耦合器,任何互易的、无损耗的、四端口匹配的网络是一种,定向耦合器,。,两个通用的定向耦合器符号和端口的定义,任何互易的、无损耗的、四端口匹配的网络是一种定向耦合器。两个,表征定向耦合器性能的三个量：,耦合度,方向性,隔离度,耦合度表示输入功率被耦合到输出端的部分。方向性表示耦合器隔离正向和反向波的能力，如同隔离度。三者之间的关系为,表征定向耦合器性能的三个量：耦合度 方向性 隔离度 耦合度表,微带功分器通常用微带或带线做成，当输出端口匹配时，它具有无损特性，只损耗反射功率。,微带功分器可以进行任意比例的功率分配，这里先考虑等功分（,3dB,）情况，将它归结为两个简单的电路，在输出端分别用对称和反对称源激励来进行分析。,微带功分器通常用微带或带线做成，当输出端口匹配时，它具有无损,微带型功分器也可以做成功率不等分的，微带图形如图所示。,用微带形式实现的功率不等分功分器,微带型功分器也可以做成功率不等分的，微带图形如图所示。用微带,分支线（,90,）耦合器,分支耦合器是,3dB,方向耦合器，在直通和耦合端口有,90,相位差。这种类型的耦合器也被称为分支线混合接头，通常用微带或带线形式制作，如图所示。,分支线耦合器结构,分支线（90）耦合器分支耦合器是3dB方向耦合器，在直通和,分支线耦合器的基本工作情况如下，当所有端口都匹配时，送入到,1,端的功率平均地在端,2,和端,3,之间分配，这些输出端口之间具有,90,相位移，没有功率耦合到端口,4,。,S,矩阵的形式为,分支线耦合器的基本工作情况如下，当所有端口都匹配时，送入到1,分支线电桥,1,到,4,端口由顺时针和逆时针两条传输路线，路程差为,/2,，各段传输线的特性阻抗，使两路信号的幅度相等，则可以相互抵消，,4,端口无输出（隔离端）。到达,3,端口的两路路程相等，为耦合端，设置各段传输线阻抗，可调节耦合度,分支线电桥1到4端口由顺时针和逆时针两条传输路线，路程差为,图,5.24,三节微带分支线耦合器,图5.24 三节微带分支线耦合器,180,混合环,混合接头是一种四端口网络，它的两个输出端口之间具有,180,相移，也可以运行在输出同相位状态。加到,1,端口的信号，将被均等地在端口,2,和,3,剖分为两个同相分量，端口,4,降为隔离端口。如输入信号从,4,端口送入，它将被等分为两根具有,180,相位差的分量在端口,2,和,3,输出，端口,1,为隔离端口。当用作功率合成时，将输入信号加在端口,2,和,3,，在端口,1,形成输入信号之和，在端口,4,形成它们之差。因此端口,1,和,4,对应地称为和、差端口。,180,混合接头符号,180混合环混合接头是一种四端口网络，它的两个输出端口之,理想的,3dB,、,180,混合接头的散射矩阵具有下述形式,理想的3dB、180混合接头的散射矩阵具有下述形式,环形电桥,1,端口输入，则,2,、,4,端口等幅同相，,3,端口无输出，所以,1,端口一般输入本振。信号从,3,端口输入，,2,、,4,端口等幅反相，,1,端口无输出。本振和信号隔离度高,环形电桥1端口输入，则2、4端口等幅同相，3端口无输出，所以,环形器,环形器,隔离器,单向传输,非互易，铁氧体器件,指标：插损（正向），隔离（反向），功率容量,隔离器单向传输,衰减器,衰减器,衰减器,衰减器,课堂讨论,课堂讨论,