3.1 具有特定内容(含义)的特殊微波网络
3.1.1 平行耦合线定向耦合器
图28平行耦合线定向耦合器
3.1.2 兰格(Lange)定向耦合器
图29 Lange定向耦合器
3.1.3 威尔金森(Wilkinson)功分器/合路器
图30功分器/合路器
3.1.4 阶梯阻抗变换器
图31阶梯阻抗变换器
3.1.5 微带线低通滤波器
图32微带线低通滤波器
3.1.6 平行耦合线带通滤波器
图33平行耦合线带通滤波器
3.1.7 其它,如交指滤波器、谢夫曼移相器及分支线定向耦合器等,也都具有固定(特定)的网络形式。
3.2 一般网络
微波网络是由各种微波元件根据需要组合而成,所以网络的形式具有任意性。上面介绍的那些特殊网络只是其中一些典型的形式而已。
一般来说,简单的网络通常是窄带的电路,如λg/4线。这一点,在设计宽带匹配电路时,需要引起注意。
3.3 网络参数
我们经常使用S参数(即散射参数)来描述微波网络。以下面的二端口网络为例。
图34 二端口微波网络
在图34所示的二端口微波网络中,a1和b1分别为端口1的归一化入射电压波和反射电压波;a2和b2分别为端口2的归一化入射电压波和反射电压波。二端口微波网络的输入和输出之间的关系可以表示为
(1)
即
其中 (2)
式(1)称做散射方程, 叫散射矩阵或散射参数。
由式(1)可以得出二端口网络的S参数为:
S11= ,即当端口2匹配时(ZL=Z0),端口1的反射系数;
S22= ,即当端口1匹配时(ZS=Z0),端口2的反射系数;
S12= , 即当端口1匹配时,端口2到端口1的传输系数;
S21= ,即当端口2匹配时,端口1到端口2的传输系数。
通过上面的分析我们可以看出,微波网络的S参数具有确定的物理意义。实际上,我们以往所经常使用的如Z参数、Y参数和H参数等均可以通过计算与S参数互相换算。但在微波频率上,只有S参数是可以测量出来的,这样也就解决了微波网络参数的测量问题。
另外,对于端口数为N的多端口网络,我们同样可以得到类似于式(1)的表达式,这时 为N×N维的矩阵。