5微波網(wǎng)絡(luò)參數(shù)變換ppt課件

1、二、傳輸參量二、傳輸參量 t (t Parameter)傳輸參量傳輸參量 t 是用端口是用端口(2)的歸一化入、反射波電壓表示的歸一化入、反射波電壓表示端口端口(1)歸一化入、反射波電壓的參量。歸一化入、反射波電壓的參量。寫(xiě)成矩陣形式為寫(xiě)成矩陣形式為111 2122121 2222at bt abt bt a111122121222 attbbtta a1 a2 b1 b2 S tt t 參量的元素中，除參量的元素中，除 t11 表示端口表示端口(2)接匹配負(fù)載時(shí)端口接匹配負(fù)載時(shí)端口(1)到端口到端口(2)的歸一化電壓傳輸系數(shù)的歸一化電壓傳輸系數(shù) s21 的倒數(shù)外，其余各的倒數(shù)外，其余各參量元

2、素并無(wú)明顯的物理意義。參量元素并無(wú)明顯的物理意義。111 2122121 2222at bt abt bt a111122121222 attbbtta211120aatb表示表示2 2口接匹配負(fù)載，由口接匹配負(fù)載，由1 1口到口到2 2口的傳輸系數(shù)口的傳輸系數(shù)的倒數(shù)的倒數(shù) t具有如下性質(zhì)：具有如下性質(zhì)： T與與s參數(shù)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)之間的轉(zhuǎn)換11 2212 211221*11221221(1):1(2):;(3):,tt tt ttttttt 互易網(wǎng)絡(luò)對(duì)稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)無(wú)耗互易網(wǎng)絡(luò)111 2122121 2222 at bt abt bt a111 1122221 1222 bS aS abS aS a

3、111 2122121 2222 at bt abt bt a111 1122221 1222 bS aS abS aS a222111101=absat2121111110 /abtsat1212222110-由abtsat11112212 21122222221100-=由aabt bt tsttaat2112 21221111121111 1-tt ttttsttt11 2212 211221*11221221(1):1(2):;(3):,tt tt ttttttt 互易網(wǎng)絡(luò)對(duì)稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)無(wú)耗互易網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)互易網(wǎng)絡(luò)互易12 212211111=t tttt11 2212 21=1t tt t網(wǎng)絡(luò)

4、對(duì)稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)稱(chēng)21121111=-tttt1221=- tt2112 21221111121111 1-tt ttttsttt11 2212 211221*11221221(1):1(2):;(3):,tt tt ttttttt 互易網(wǎng)絡(luò)對(duì)稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)無(wú)耗互易網(wǎng)絡(luò)212111111111121211111111*11*10=*0111-*tttttttttttt2222121112211111+=11+=ttttt*21121221221111+=0*tttttt（1 1）（2 2）2222121112211111+=11+=ttttt（1 1）212111111+*=*tttt由由1 1）把把2 2

5、代入上式代入上式211211111+=*tttt由互易條件由互易條件211211221+=tttt2211= *tt1221*tt11 2212 211221*11221221(1):1(2):;(3):,tt tt ttttttt 互易網(wǎng)絡(luò)對(duì)稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)無(wú)耗互易網(wǎng)絡(luò)三、網(wǎng)絡(luò)參量間的相互關(guān)系三、網(wǎng)絡(luò)參量間的相互關(guān)系上述五種網(wǎng)絡(luò)參量可用來(lái)表征同一個(gè)微波網(wǎng)絡(luò)，因此上述五種網(wǎng)絡(luò)參量可用來(lái)表征同一個(gè)微波網(wǎng)絡(luò)，因此它們之間必定能夠相互轉(zhuǎn)換。它們之間必定能夠相互轉(zhuǎn)換。 在微波網(wǎng)絡(luò)的綜合與分析中，在微波網(wǎng)絡(luò)的綜合與分析中，常常要用到網(wǎng)絡(luò)參量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。常常要用到網(wǎng)絡(luò)參量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。一般情況下，二端口網(wǎng)絡(luò)的

6、獨(dú)立參量數(shù)目是四個(gè)。一般情況下，二端口網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立參量數(shù)目是四個(gè)。但是，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)具有某種特性但是，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)具有某種特性(如對(duì)稱(chēng)性或可逆性等如對(duì)稱(chēng)性或可逆性等)時(shí)，時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立參量數(shù)將減少。網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立參量數(shù)將減少。 1可逆網(wǎng)絡(luò)可逆網(wǎng)絡(luò)可逆網(wǎng)絡(luò)的可逆性用網(wǎng)絡(luò)參量表示為可逆網(wǎng)絡(luò)的可逆性用網(wǎng)絡(luò)參量表示為z12 = z21 y12 = y21a11a22 - a12a21 = 1s12 = s21t11t22 - t12t21 = 1可見(jiàn)，由于可逆二端口網(wǎng)絡(luò)的可逆性，網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立參可見(jiàn)，由于可逆二端口網(wǎng)絡(luò)的可逆性，網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立參量數(shù)將由量數(shù)將由 4 個(gè)減少至個(gè)減少至 3 個(gè)。個(gè)。 可逆網(wǎng)絡(luò)可逆網(wǎng)絡(luò)z12 = z

7、21y12 = y21 s12 = s21a11a22 - a12a21 = 1t11t22 - t12t21 = 1 2對(duì)稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)稱(chēng)二端口網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)參量有如下關(guān)系對(duì)稱(chēng)二端口網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)參量有如下關(guān)系z(mì)11 = z22 y11 = y22a = ds11 = s22t12 = - t21可見(jiàn)，由于對(duì)稱(chēng)二端口網(wǎng)絡(luò)的對(duì)稱(chēng)性，網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立參可見(jiàn)，由于對(duì)稱(chēng)二端口網(wǎng)絡(luò)的對(duì)稱(chēng)性，網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立參量數(shù)將由量數(shù)將由 4 個(gè)減少至個(gè)減少至 3 個(gè)。個(gè)。對(duì)稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)z11 = z22y11 = y22a11 = a22s11 = s22t12 = - t21可逆網(wǎng)絡(luò)可逆網(wǎng)絡(luò)z12 = z21y12 = y21

8、 s12 = s21a11a22 - a12a21 = 1t11t22 - t12t21 = 1 3無(wú)耗網(wǎng)絡(luò)無(wú)耗網(wǎng)絡(luò)對(duì)于無(wú)耗二端口網(wǎng)絡(luò)，其對(duì)于無(wú)耗二端口網(wǎng)絡(luò)，其 Z 矩陣和矩陣和 Y 矩陣中各參量矩陣中各參量元素均為虛數(shù)；元素均為虛數(shù)；a 矩陣中的矩陣中的 a 和和 b 為實(shí)數(shù)，為實(shí)數(shù)，c 和和 d 為虛數(shù)；為虛數(shù)； 而而ss矩陣則滿(mǎn)足幺正性，即矩陣則滿(mǎn)足幺正性，即ss s = I s = I上式中，上式中，ss 是是hermithermit矩陣，矩陣，ss = s = s* *T T，其中，其中，“* *”表示共軛，表示共軛，“T“T表示轉(zhuǎn)置，表示轉(zhuǎn)置，I I 表示單位矩陣。表示單位矩陣。

9、無(wú)耗網(wǎng)絡(luò)無(wú)耗網(wǎng)絡(luò)z11 z22z12 z21 為純虛數(shù)為純虛數(shù)a d為實(shí)數(shù)，為實(shí)數(shù)，b c為虛數(shù)為虛數(shù)s s = Iss s = I s = I將幺正性關(guān)系式展開(kāi)將幺正性關(guān)系式展開(kāi) 1001 22221221*2211*1222*2112*1122121122211211*22*12*21*11ssssssssssssssssssss由上式可得由上式可得1221211 ss022*2112*11 ssss1222212 ss而無(wú)耗網(wǎng)絡(luò)的而無(wú)耗網(wǎng)絡(luò)的 t 參量滿(mǎn)足下面關(guān)系參量滿(mǎn)足下面關(guān)系 *2211，tt *2112tt *2211，tt *2112tt 四、參考面移動(dòng)時(shí)網(wǎng)絡(luò)參量的變化四、參考面

10、移動(dòng)時(shí)網(wǎng)絡(luò)參量的變化前面所討論的各種網(wǎng)絡(luò)參量都事先確定了參考面。前面所討論的各種網(wǎng)絡(luò)參量都事先確定了參考面。 當(dāng)參考面移動(dòng)以后，網(wǎng)絡(luò)參量將發(fā)生變化，可以說(shuō)這當(dāng)參考面移動(dòng)以后，網(wǎng)絡(luò)參量將發(fā)生變化，可以說(shuō)這時(shí)它已變成另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)了。時(shí)它已變成另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)了。 如果以總電壓、總電流作為端如果以總電壓、總電流作為端口的狀態(tài)變量，則當(dāng)參考面移動(dòng)時(shí)，它們將發(fā)生復(fù)雜的變口的狀態(tài)變量，則當(dāng)參考面移動(dòng)時(shí)，它們將發(fā)生復(fù)雜的變化，從而使網(wǎng)絡(luò)的化，從而使網(wǎng)絡(luò)的 Z、Y、a 參量也將發(fā)生復(fù)雜變化；參量也將發(fā)生復(fù)雜變化； 而如果以歸一化入、反射波電壓作為狀態(tài)變量，則當(dāng)而如果以歸一化入、反射波電壓作為狀態(tài)變量，則當(dāng)參考面移

11、動(dòng)時(shí)僅僅是歸一化入、反射波電壓的相角發(fā)生變參考面移動(dòng)時(shí)僅僅是歸一化入、反射波電壓的相角發(fā)生變化，其大小并不變，網(wǎng)絡(luò)的參量元素化，其大小并不變，網(wǎng)絡(luò)的參量元素 sij 、tij 只發(fā)生簡(jiǎn)單的只發(fā)生簡(jiǎn)單的變化。變化。因而，參考面移動(dòng)時(shí)采用因而，參考面移動(dòng)時(shí)采用 s 參量和參量和 t 參量分析較方便。參量分析較方便。圖圖 5-5 給出了參考面由原來(lái)的給出了參考面由原來(lái)的 T1、T2 分別往外移動(dòng)分別往外移動(dòng) 1、2 的電長(zhǎng)度，變成了的電長(zhǎng)度，變成了 T1、T2 。網(wǎng)絡(luò)原來(lái)的參考面網(wǎng)絡(luò)原來(lái)的參考面 T1、T2，對(duì)應(yīng)的散射參量矩陣為，對(duì)應(yīng)的散射參量矩陣為 s，新的參考面，新的參考面 T1、T2 對(duì)應(yīng)的散

12、射參量矩陣為對(duì)應(yīng)的散射參量矩陣為s，即，即 111 1122221 1222bs as abs as a11111222211222bs as abs as a 網(wǎng)絡(luò)的參考面移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的參考面移動(dòng) 1b1b1a2a2b2b1a2a由于入、反射波均為行波，因此兩個(gè)端口向網(wǎng)絡(luò)方向由于入、反射波均為行波，因此兩個(gè)端口向網(wǎng)絡(luò)方向傳輸?shù)娜肷洳ㄏ嘟欠謩e比原來(lái)超前了傳輸?shù)娜肷洳ㄏ嘟欠謩e比原來(lái)超前了 1，2；而背離網(wǎng)；而背離網(wǎng)絡(luò)方向傳輸?shù)姆瓷洳ㄏ嘟欠謩e比原來(lái)落后了絡(luò)方向傳輸?shù)姆瓷洳ㄏ嘟欠謩e比原來(lái)落后了 1，2，即，即 1j11 eaa111 1122221 1222bs as abs as a111112222

13、11222bs as abs as a 1-j11 ebb2j22 eaa2-j22 ebb因此有因此有112212jjj1111122jjj2211222eeeeeebs as abs as a網(wǎng)絡(luò)的參考面移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的參考面移動(dòng) 1b1b1a2a2b2b1a2a比較得比較得11j2111e ss 12)j(1221e ss 21)j(2121e ss 22j2222e ss e 1j21111 ss e )j(121221 ss e )j(212121 ss e 2j22222 ss于是得于是得 221211j222)j(21)j(122j11e e e e sssss1121222jj+11

14、11122j+2j2211222eeeebs as abs as a（）（）112212jjj1111122jjj2211222eeeeeebs as abs as a111 1122221 1222bs as abs as a 221211j222)j(21)j(122j11e e e e sssss從上面分析可以看到，當(dāng)參考面移動(dòng)時(shí)，各參量的模從上面分析可以看到，當(dāng)參考面移動(dòng)時(shí)，各參量的模不變，只是相角做簡(jiǎn)單的變化。不變，只是相角做簡(jiǎn)單的變化。若參考面不是向外移動(dòng)而若參考面不是向外移動(dòng)而是向內(nèi)移動(dòng)，則相應(yīng)的是向內(nèi)移動(dòng)，則相應(yīng)的 i 應(yīng)為負(fù)值。應(yīng)為負(fù)值。5.4、常用基本電路單元的網(wǎng)絡(luò)參量、常

15、用基本電路單元的網(wǎng)絡(luò)參量一個(gè)復(fù)雜的微波網(wǎng)絡(luò)往往可以分解成一些簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)復(fù)雜的微波網(wǎng)絡(luò)往往可以分解成一些簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)，稱(chēng)為基本電路單元。稱(chēng)為基本電路單元。 若基本電路單元的網(wǎng)絡(luò)參量已知，若基本電路單元的網(wǎng)絡(luò)參量已知，則復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的參量便可通過(guò)矩陣運(yùn)算來(lái)得到。則復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的參量便可通過(guò)矩陣運(yùn)算來(lái)得到。經(jīng)常遇到的二經(jīng)常遇到的二端口基本電路單元有：串聯(lián)阻抗、并聯(lián)導(dǎo)納、一段傳輸線(xiàn)端口基本電路單元有：串聯(lián)阻抗、并聯(lián)導(dǎo)納、一段傳輸線(xiàn)和理想變壓器等。和理想變壓器等。下面舉例說(shuō)明基本電路單元網(wǎng)絡(luò)參量的下面舉例說(shuō)明基本電路單元網(wǎng)絡(luò)參量的計(jì)算方法。計(jì)算方法。例例 5-1求串聯(lián)阻抗求串聯(lián)阻抗 z 的轉(zhuǎn)移參量矩陣的轉(zhuǎn)移

16、參量矩陣 a。圖圖 5.1串聯(lián)阻抗示意圖串聯(lián)阻抗示意圖例例 5-1 5-1求串聯(lián)阻抗求串聯(lián)阻抗 z 的轉(zhuǎn)移參量矩陣的轉(zhuǎn)移參量矩陣 a。圖圖 5-1串聯(lián)阻抗示意圖串聯(lián)阻抗示意圖解串聯(lián)阻抗電路單元如圖解串聯(lián)阻抗電路單元如圖 5-3 所示。由轉(zhuǎn)移參量的定所示。由轉(zhuǎn)移參量的定義得義得由網(wǎng)絡(luò)的對(duì)稱(chēng)性可知由網(wǎng)絡(luò)的對(duì)稱(chēng)性可知a = d = 1 由網(wǎng)絡(luò)的可逆性可知由網(wǎng)絡(luò)的可逆性可知ad - bc = 1由上面關(guān)系可求得由上面關(guān)系可求得10adcb轉(zhuǎn)移參量矩陣為轉(zhuǎn)移參量矩陣為 101za21201ivav ，2120vvbzi 122122b()()vaviicvdi例例 5-2 5-2 如圖如圖 5-2 所示

17、，求變比為所示，求變比為 1 : n 的理想變壓器的的理想變壓器的散射矩陣散射矩陣 s 。解對(duì)于圖解對(duì)于圖 5-2 所示的理想變壓器，由散射參量的定義所示的理想變壓器，由散射參量的定義及理想變壓器的性質(zhì)得及理想變壓器的性質(zhì)得221111010inaabsa202in10in111ainazz變 壓 器變 壓 器性質(zhì)性質(zhì)221vi11121221-nnvvviivn由由a2=0a2=0，ZL=1ZL=11in11=vzi圖圖 5-2理想變壓器示意圖理想變壓器示意圖12211vivin0222in1112in1211111111aznnSznn202in10in111ainazz221111010

18、inaabsa1in11=vzi例例 5-2 5-2 如圖如圖 5-2 所示，求變比為所示，求變比為 1 : n 的理想變壓器的的理想變壓器的散射矩陣散射矩陣 s 。圖圖 5-2理想變壓器示意圖理想變壓器示意圖解對(duì)于圖解對(duì)于圖 5-2 所示的理想變壓器，由散射參量的定義所示的理想變壓器，由散射參量的定義及理想變壓器的性質(zhì)得及理想變壓器的性質(zhì)得同理可得同理可得122222011ansn 12211vivin變 壓 器變 壓 器性質(zhì)性質(zhì)知知圖圖 5-2理想變壓器示意圖理想變壓器示意圖111 vab，221111nns 所以，當(dāng)端口所以，當(dāng)端口(2)接匹配負(fù)載，即接匹配負(fù)載，即 a2= 0 時(shí)，有時(shí)

19、，有于是得于是得112211 1vavbs，22222111221101112(1) (1) 111abvnnssnnvanns由可逆性得由可逆性得2211212nnss 222 vab，1111 111122(1) vas asavb，111 1122221 1222bs as abs as a222211nsn變比為變比為 1 : n 的理想變壓器的散射參量矩陣為的理想變壓器的散射參量矩陣為 222222 11121211 nnnnnnnns變壓器描述的電壓、電流的關(guān)系，變壓器描述的電壓、電流的關(guān)系，S參數(shù)描述的是歸一化的參數(shù)描述的是歸一化的入射波和反射波之間的關(guān)系入射波和反射波之間的關(guān)系

20、111 vab，222 vab，例例 5-3 5-3222110absa由由a2=0a2=0，傳輸線(xiàn)上無(wú)反射，即呈行，傳輸線(xiàn)上無(wú)反射，即呈行波狀態(tài)，波狀態(tài)，b2b2和和a1a1的幅度相同，相位的幅度相同，相位相差相差角，即角，即b2=a1e-j b2=a1e-j 1221jsse0 0jjese 求電長(zhǎng)度為求電長(zhǎng)度為的均勻傳輸線(xiàn)的的均勻傳輸線(xiàn)的s 。根據(jù)根據(jù)S11的定義：輸出端口接匹配負(fù)載時(shí)，輸入口的反射系的定義：輸出端口接匹配負(fù)載時(shí)，輸入口的反射系數(shù)。數(shù)。a2=0，對(duì)均勻傳輸線(xiàn)終端接匹配負(fù)載時(shí)，輸入端反射，對(duì)均勻傳輸線(xiàn)終端接匹配負(fù)載時(shí)，輸入端反射系數(shù)為零，則系數(shù)為零，則S11=0。 根據(jù)對(duì)稱(chēng)

21、性根據(jù)對(duì)稱(chēng)性S11=S22=05.5微波網(wǎng)絡(luò)的工作特性參量微波網(wǎng)絡(luò)的工作特性參量一、電壓傳輸系數(shù)一、電壓傳輸系數(shù)二、插入衰減二、插入衰減三、插入相移三、插入相移四、插入駐波比四、插入駐波比外加微波信號(hào)時(shí)，反映網(wǎng)絡(luò)變換作用的物理量稱(chēng)為網(wǎng)外加微波信號(hào)時(shí)，反映網(wǎng)絡(luò)變換作用的物理量稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)的工作特性參量。絡(luò)的工作特性參量。網(wǎng)絡(luò)的工作特性參量是在輸出端口接網(wǎng)絡(luò)的工作特性參量是在輸出端口接匹配負(fù)載條件下定義的。匹配負(fù)載條件下定義的。二端口網(wǎng)絡(luò)的主要工作特性參量二端口網(wǎng)絡(luò)的主要工作特性參量有電壓傳輸系數(shù)、插入衰減、插入相移、插入駐波比。有電壓傳輸系數(shù)、插入衰減、插入相移、插入駐波比。一、電壓傳輸系數(shù)一、電壓

22、傳輸系數(shù)(Voltage Transmission coefficient)圖圖 5.6 給出了輸出端口給出了輸出端口(2)接匹配負(fù)載的示意圖。接匹配負(fù)載的示意圖。電壓傳輸系數(shù)電壓傳輸系數(shù) T 是指輸出端口接匹配負(fù)載時(shí)，輸出端是指輸出端口接匹配負(fù)載時(shí)，輸出端口歸一化反射波口歸一化反射波(背離網(wǎng)絡(luò)的波背離網(wǎng)絡(luò)的波)電壓電壓 b2 與輸入端口歸一與輸入端口歸一化入射波電壓化入射波電壓 a1 a1 之比，之比，即即2210abTa a1 a2 b1 b2 S 根據(jù)散射參量的定義可知根據(jù)散射參量的定義可知T = s21傳輸系數(shù)傳輸系數(shù) T 也可用也可用 a 參量表示為參量表示為2Tabcd注意：定義電

23、壓傳輸系數(shù)注意：定義電壓傳輸系數(shù) T T 時(shí)，輸出端口接匹配負(fù)載。時(shí)，輸出端口接匹配負(fù)載。如果沒(méi)有這一限制條件，那如果沒(méi)有這一限制條件，那么傳輸系數(shù)就不是一個(gè)確定的量，么傳輸系數(shù)就不是一個(gè)確定的量，它將隨終端負(fù)載的變化而變化，它將隨終端負(fù)載的變化而變化，而不可能再表征網(wǎng)絡(luò)本身的工作而不可能再表征網(wǎng)絡(luò)本身的工作特性。特性。 a1 a2 b1 b2 S T1T1T2T2二、插入衰減二、插入衰減(Insertion Attenuation)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)輸出端接匹配負(fù)載時(shí)，輸入端口的入射波功率當(dāng)網(wǎng)絡(luò)輸出端接匹配負(fù)載時(shí)，輸入端口的入射波功率與負(fù)載吸收的功率之比稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)的插入衰減，即與負(fù)載吸收的功率之比稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)

24、的插入衰減，即 2iL0aPAP由歸一化條件可知，輸入、輸出端口的功率分別為由歸一化條件可知，輸入、輸出端口的功率分別為 2i11 2Pa， 2L212Pb因此有因此有2 21 2 2 2221 a011aAbsT a1 a2 b1 b2 S T1T1T2T2為了看清網(wǎng)絡(luò)插入衰減的物理過(guò)程，可以改寫(xiě)上式為了看清網(wǎng)絡(luò)插入衰減的物理過(guò)程，可以改寫(xiě)上式上式表明，插入衰減是由兩部分組成的。上式表明，插入衰減是由兩部分組成的。 第第1 1項(xiàng)是由網(wǎng)絡(luò)損耗引起的吸收衰減。若網(wǎng)絡(luò)無(wú)耗，由項(xiàng)是由網(wǎng)絡(luò)損耗引起的吸收衰減。若網(wǎng)絡(luò)無(wú)耗，由散射參量的幺正性可知，散射參量的幺正性可知，|s21|2=1-|s11|2|s2

25、1|2=1-|s11|2，即第，即第1 1項(xiàng)項(xiàng) 為為 1 1；第第 2 2 項(xiàng)表示由于輸入端口項(xiàng)表示由于輸入端口不匹配所引起的反射衰減，當(dāng)輸不匹配所引起的反射衰減，當(dāng)輸入端口匹配時(shí)，入端口匹配時(shí)， 211 2 2 22121111111arsAAAsss=1rA a1 a2 b1 b2 S T1T1T2T2在討論網(wǎng)絡(luò)衰減時(shí)，常用到在討論網(wǎng)絡(luò)衰減時(shí)，常用到 a 參量，網(wǎng)絡(luò)的插入衰減參量，網(wǎng)絡(luò)的插入衰減與與 a 參量的關(guān)系為參量的關(guān)系為 22221114abcdATs10lg()LA dB三、插入相移三、插入相移(Insertion Phase shift)插入相移插入相移 ：是指當(dāng)網(wǎng)絡(luò)輸出端口接

26、匹配負(fù)載時(shí)，輸出：是指當(dāng)網(wǎng)絡(luò)輸出端口接匹配負(fù)載時(shí)，輸出端口反射波端口反射波 b2( b2(傳輸方向背離網(wǎng)絡(luò)的波，即輸出端口輸出傳輸方向背離網(wǎng)絡(luò)的波，即輸出端口輸出的波的波) )對(duì)輸入端口入射波對(duì)輸入端口入射波 a1 a1 的相移。因此插入相移的相移。因此插入相移 也也就是電壓傳輸系數(shù)就是電壓傳輸系數(shù) T T 的相角，即的相角，即 = arg T = arg s21上式中，符號(hào)上式中，符號(hào) arg arg 的意義是取其后面的復(fù)數(shù)的意義是取其后面的復(fù)數(shù) T(s21) T(s21)的相的相角。角。222110abTsa a1 a2 b1 b2 S T1T1T2T2四、插入駐波比四、插入駐波比(Ins

27、ertion VSWR)插入駐波比插入駐波比 ：是指當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的輸出端接匹配負(fù)載時(shí)輸入端：是指當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的輸出端接匹配負(fù)載時(shí)輸入端的駐波比。的駐波比。 因?yàn)楫?dāng)輸出端口接匹配負(fù)載時(shí)，輸入端口的電壓反射系因?yàn)楫?dāng)輸出端口接匹配負(fù)載時(shí)，輸入端口的電壓反射系數(shù)數(shù) 1 = s11，所以，所以111111 1 1 1 1ss 或或11 11 s對(duì)于無(wú)耗網(wǎng)絡(luò)，由于對(duì)于無(wú)耗網(wǎng)絡(luò)，由于 |s21|2 = 1 - |s11|2 |s21|2 = 1 - |s11|2，因此插入衰，因此插入衰減減2 2 2211111(1)4 1 Ass上式給出了無(wú)耗二端口網(wǎng)絡(luò)上式給出了無(wú)耗二端口網(wǎng)絡(luò)的插入衰減的插入衰減 L L 和插入駐波和

28、插入駐波比比 的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。 a1 a2 b1 b2 S T1T1T2T2由上述討論可見(jiàn)，二端口微波網(wǎng)絡(luò)的四個(gè)工作特性參由上述討論可見(jiàn)，二端口微波網(wǎng)絡(luò)的四個(gè)工作特性參量量 T、A、 均與網(wǎng)絡(luò)散射參量均與網(wǎng)絡(luò)散射參量 s 有關(guān)。有關(guān)。在不同的微波網(wǎng)絡(luò)中，用途不同，上述四個(gè)工作特性在不同的微波網(wǎng)絡(luò)中，用途不同，上述四個(gè)工作特性參量的主次地位也不相同，而且各工作特性參量之間有一參量的主次地位也不相同，而且各工作特性參量之間有一 定矛盾，往往需要折衷定矛盾，往往需要折衷 考慮?？紤]。 a1 a2 b1 b2 S T1T1T2T25.6二、三、四口網(wǎng)絡(luò)基本性質(zhì)二、三、四口網(wǎng)絡(luò)基本性質(zhì)特

29、性特性1 1 可以存在完全匹配的二口網(wǎng)絡(luò)，條件是網(wǎng)絡(luò)的二口均可以存在完全匹配的二口網(wǎng)絡(luò)，條件是網(wǎng)絡(luò)的二口均接匹配負(fù)載和某一端口匹配接匹配負(fù)載和某一端口匹配由無(wú)耗約由無(wú)耗約束條件束條件1122=ss11=0s22=0s特性特性2 2 匹配的二口網(wǎng)絡(luò)，必然是全傳輸?shù)钠ヅ涞亩诰W(wǎng)絡(luò)，必然是全傳輸?shù)挠蔁o(wú)耗約由無(wú)耗約束條件束條件221121+=1ss22=0s11=0s21=1s5.6二、三、四口網(wǎng)絡(luò)基本性質(zhì)二、三、四口網(wǎng)絡(luò)基本性質(zhì)三口網(wǎng)絡(luò)的基本性質(zhì)三口網(wǎng)絡(luò)的基本性質(zhì)111213212223313233 ssssssssss*111213111213*122223212223*1323333132331

30、00010001ssssssssssssssssss222111213222122223222132333+=1+=1+=1sssssssss*111212221332*111312231333*121322232333000s ss ss ss ss ss ss ssss s推論推論1 1 ：不存在完全匹配的三口網(wǎng)絡(luò)不存在完全匹配的三口網(wǎng)絡(luò)三口網(wǎng)絡(luò)的基本性質(zhì)三口網(wǎng)絡(luò)的基本性質(zhì)反證法反證法1122330sss222111213222122223222132333+=1+=1+=1sssssssss看 相 位看 相 位條件條件1323*0ss1223*0ss1213*0ssS13S13，S23,

31、S12,S23,S12,至少有兩個(gè)為零，上式才滿(mǎn)足至少有兩個(gè)為零，上式才滿(mǎn)足看 振 幅看 振 幅條件條件21323330, =1則sss*111212221332*111312231333*121322232333000s ss ss ss ss ss ss ssss s推論推論2 2：若要三口互易網(wǎng)絡(luò)的某兩口匹配若要三口互易網(wǎng)絡(luò)的某兩口匹配1,21,2口匹配），口匹配），則必第三口與網(wǎng)絡(luò)完全隔離則必第三口與網(wǎng)絡(luò)完全隔離S31=S32=0S31=S32=0）三口網(wǎng)絡(luò)的基本性質(zhì)三口網(wǎng)絡(luò)的基本性質(zhì)振 幅 條振 幅 條件簡(jiǎn)化件簡(jiǎn)化1323*0ss由相位條件由相位條件13230ss2212132212

32、23+1+1ssss1323= ss由互易性由互易性23320ss13310ss222111213222122223222132333+=1+=1+=1sssssssss*111212221332*111312231333*121322232333000s ss ss ss ss ss ss ssss s性質(zhì)：可以存在完全匹配的四口網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)：可以存在完全匹配的四口網(wǎng)絡(luò)可以存在完全匹配的四口網(wǎng)絡(luò)，但不是每個(gè)可以存在完全匹配的四口網(wǎng)絡(luò)，但不是每個(gè)四口網(wǎng)絡(luò)都是匹配的。證明：若四口中有兩四口網(wǎng)絡(luò)都是匹配的。證明：若四口中有兩口是匹配的，而又相互隔離，那么該網(wǎng)絡(luò)必口是匹配的，而又相互隔離，那么該網(wǎng)絡(luò)必是全匹配的四口網(wǎng)絡(luò)。是全匹配的四口網(wǎng)絡(luò)。四口網(wǎng)絡(luò)的基本性質(zhì)四口網(wǎng)絡(luò)的基本性質(zhì)已知已知1 1、2 2口即匹配又隔離，則網(wǎng)絡(luò)口即匹配又隔離，則網(wǎng)絡(luò)S S為為1314232413233334142434440000 SSSSsSSSSSSSS求求S33S33，S44S44，S34=0S34=0根據(jù)根據(jù)S S無(wú)耗無(wú)耗22131422