1、一、一、衰减器衰减器二、二、终端元件终端元件三、三、定向耦合器定向耦合器四、四、隔离器隔离器五、五、功分器功分器六六、测量测量线线 微微波波元元器器件件无源器件无源器件有源器件有源器件基本电抗元件基本电抗元件 终端元件终端元件 连接元件连接元件分支元件（功分器）分支元件（功分器）衰减器和移相器衰减器和移相器定向耦合器定向耦合器 滤波器滤波器 谐振器谐振器 隔离器隔离器 微波振荡器微波振荡器微波放大器微波放大器微波有源混频器微波有源混频器微波微波有源有源倍频器倍频器微波微波有源有源控制器件控制器件有源器件（有源器件（active devices）如果元器件工作时，其内部有电源存在，则这种器件叫做
2、有源器件。有源器件一般用来信号的放大、转换等。特点（1）自身也消耗电能。（2）除了输入信号外，还必须要有外加电源才可以正常工作。微波元件微波元件 一、一、衰减器衰减器衰减器放置在传输系统中可控制传输功率的大小。它与低频电阻功能相同，其吸收的能量均转为热能。根据其衰减量是否可凋，可分为固定衰减器和可变衰减器。其主要技术指标有：衰减量L=10logPout/Pin(固定衰减器)；衰减量范围(可变衰减器)；工作频带；功率容量；输入输出端驻波比。通常要求VSWR1.1。微波器件常见指标微波器件常见指标插入损耗（插入损耗（衰减）衰减）:是指微波系统中插入微波器件(如插入功分器或耦合器等)所带来的损耗。工
3、作频带：工作频带：工作频带是指工作频带是指微波器件的性能参数均满足要求时的性能参数均满足要求时的工作频率范围。的工作频率范围。衰减器衰减器 微波元件微波元件 二、二、终端元件终端元件终端元件可分为匹配负载和终端短路元件两类。终端元件可分为匹配负载和终端短路元件两类。匹配负载匹配负载:当传输线终端接有与传输线特性阻抗相等的负载时，则传输线当传输线终端接有与传输线特性阻抗相等的负载时，则传输线上载行波，传输功率全部被负载吸收而无反射，该负载称匹上载行波，传输功率全部被负载吸收而无反射，该负载称匹配负载。它与低频电阻的功能也相同，所以匹配负载按其吸配负载。它与低频电阻的功能也相同，所以匹配负载按其吸
4、收功率的大小可分为小、中、大功率三类。收功率的大小可分为小、中、大功率三类。终端短路元件终端短路元件:与匹配负载不同，终端短路元件相当于在其终端接有阻抗为零与匹配负载不同，终端短路元件相当于在其终端接有阻抗为零的元件，其实质就是用良导体将传输线终端封闭呈短路面。的元件，其实质就是用良导体将传输线终端封闭呈短路面。负载器定向耦合器定向耦合器3 32 21 14 4 同向耦合同向耦合输入端口输入端口隔离端口隔离端口耦合端口耦合端口直通端口直通端口3 32 21 14 4 反向耦合反向耦合直通端口直通端口耦合端口耦合端口输入端口输入端口隔离端口隔离端口 作用：作用：从主传输线中取出一些电磁能量并向设
5、定从主传输线中取出一些电磁能量并向设定的方向传输。的方向传输。基于微带线的微波器件基于微带线的微波器件微带线定向耦合器微带线定向耦合器定向耦合器定向耦合器 微波元件微波元件三、定向耦合器三、定向耦合器定向耦合是一种具有方向性的功率耦合（分配）元件。往往由称为定向耦合是一种具有方向性的功率耦合（分配）元件。往往由称为主传输线主传输线（主线主线）和辅和辅传输线（传输线（辅线辅线）的两段传输线组合而成。主线功率的一部分的两段传输线组合而成。主线功率的一部分（或全部）被耦合到辅线中去；功率在辅线中只传向某一输出端口，另一（或全部）被耦合到辅线中去；功率在辅线中只传向某一输出端口，另一端口则无输出。端口
6、则无输出。定向耦合器的主要技术指标有：定向耦合器的主要技术指标有：(1)(1)耦合度耦合度K Kc c：K Kc c(dB)=10logP(dB)=10logP1 1/P/P3 3式中式中P P1 1主传输线输入功率；主传输线输入功率；P P3 3辅传输线正方向输出功率辅传输线正方向输出功率.显然耦合系数显然耦合系数K Kc c表示主辅传输线间的耦合强弱，表示主辅传输线间的耦合强弱，K KC C越大，耦合越弱。越大，耦合越弱。（2 2）定向（度）性）定向（度）性K Kd d：K Kd d(dB)=10logP(dB)=10logP3 3/P/P4 4式中式中P P3 3辅传输线正方向输出功率；
7、辅传输线正方向输出功率；P P4 4辅传输线中向辅传输线中向P P3 3反方向传输的功率。反方向传输的功率。即：即：耦合端耦合端“”的输出功率的输出功率P3与隔离端与隔离端“”的输出功率的输出功率P4之比定义为定之比定义为定向度。向度。理想的定向耦合器其定向性理想的定向耦合器其定向性K Kd d等于无穷大等于无穷大。(3)隔离度隔离度输入端输入端“”的输入功率的输入功率P1和隔离端和隔离端“”的的输出功率输出功率P4之比定义为隔离度，记作之比定义为隔离度，记作I。隔离度。隔离度一般越大越好一般越大越好(4)输入驻波比输入驻波比端口端口“、”都接匹配负载时的输入端都接匹配负载时的输入端口口“”的
8、驻波比定义为输入驻波比，记作的驻波比定义为输入驻波比，记作。微波元件微波元件四四、功分器、功分器功率分配器简称为功分器，它是把输入信号功率等分功率分配器简称为功分器，它是把输入信号功率等分或不等分成几路功率输出的器件。在卫星电视接收中，或不等分成几路功率输出的器件。在卫星电视接收中，利用功率分配器，就可使用一副天线、一个室外单元利用功率分配器，就可使用一副天线、一个室外单元和几个接收机，同时收看卫星传送同频段的多套电视和几个接收机，同时收看卫星传送同频段的多套电视节目。节目。功分器目前有无源和有源两种。功分器目前有无源和有源两种。无源功分器通常是由纯微带电路组成，有源功分器是在无源功分器通常是
9、由纯微带电路组成，有源功分器是在无源功分器的基础上加入宽频带放大器组成的。无源功分器的基础上加入宽频带放大器组成的。功分器功分器微波元件微波元件 五、五、隔离器隔离器隔离器又称单向器，它是一种单向传输电磁波的器件。当电磁波沿正向传输时，可将功率全部馈给负载，对来自负载的反射波则产生较大衰减，利用这种单向传输特性，在测量系统可将隔离器置于信号源输出瑞，用于隔离因负载失配而沿传输线传送过来的反射波，提高信号源的工作稳定性，减小测量误差。隔离器对入射波(或需要传输的方向上)的衰减很小,对反射波(反方向)的衰减则很大,两者之比值称为“隔离度隔离度”.。若在微波源后面加隔离器隔离器，它对输出功率的衰减量
10、很小，但对于负载反射回来的反射波衰减量很大。这样，可以避免因负载变化使微波源的频率及输出功率发生变化，即在微波源和负载间起到隔离作用。隔离器隔离器微波元件微波元件 六、测量线测量线是测量驻波比的基本测试仪表波导测量线的结构示意图如图所示，它是在波导宽壁中央开一细长槽，捶入一能沿槽移动的调谐探针座构成的。调谐探针座主要由三部分组成：探针、调谐机构、晶体检波二极管。探针拾取波导中的小部分能量，经晶体二极管检波变可低频或直流信号，经放大后再输至指示仪表，沿波导轴移动探针同时记录探针相对位置及探测信号的大小，便可确定驻波比、波导波长等。测量线测量线 图4-29 3cm波导测量线示意图环形器 使信号单方
11、向传输的器件。所有射频信号以同样的环形方向传输，但是只能从一个端口出去，所有射频信号必须从它遇到的第一个端口出来。它是结合磁铁和一种特殊类型的材料即铁氧体来完成。指标举例：频率范围：1.891.92GHz 最大正向损耗：0.4 dB 最小反向损耗：20dB 最大电压驻波系数：1.2。二、移相器：二、移相器：原理原理：电磁波在不同介质中具有不同的相移常数。因：电磁波在不同介质中具有不同的相移常数。因此改变电磁波经过的介质就可以改变其相移量。此改变电磁波经过的介质就可以改变其相移量。作用作用：可以人为地改变传输电磁波的相位。：可以人为地改变传输电磁波的相位。矩形波导矩形波导TE10模式经模式经过距
12、离过距离 l 的相移量的相移量22 all 相移量与媒质参数密切相关相移量与媒质参数密切相关低损耗介质片低损耗介质片l铁氧体移相器铁氧体移相器横场式移相器其剖面图如图，其基本原理是利用外加直流磁场改变波导内铁氧体的导磁系数，因而改变电磁波的相速，得到不同的相移量。滤波器滤波器通信中大量使用滤波器。低频时，常用集中的电感、电容来实现；微波频段，可利用微带线实现滤波器等无源器件的功能。（1）带阻滤波器:在一定频带内阻止微波信号通过构成:由一系列终端开路的1/4波长并联分支线,彼此相隔1/4波长工作原理:当线长为1/4波长时,终端开路线的输入阻抗为零,这相当与主线在各分支处被短路,所以在这个频率附近
13、的一个频带内,微波无法从主线通过。微带线滤波器微带线滤波器 微带线滤波器微带线滤波器（2）带通滤波器带通滤波器:在一定频带内允许微波信号通过构成构成:由一系列彼此之间有耦合的微带线段组成,微带线段的长度为1/2波长,线段的两端开路(或者短路)工作原理工作原理:1/2波长的开路线与集中参数的并联谐振电路等效；1/2波长的短路线与集中参数的串联谐振电路等效.故该波长对应的频率是微带段的谐振频率,输入频率等于谐振频率电路谐振,偏离谐振频率则失谐,亦即具有频率选择性,只许某些特定频率的微波通过.下图中构成带通滤波器的微带段彼此并不直接连接,而是通过一对四分之一波长平行微带相耦合.选择适当的耦合度使这些
14、微带段的谐振频率展宽为一个通频带(类似与LC回路耦合展宽频带的道理).频率落在通带内的微波则顺利通过,通带外的微波则不能通过.带通滤波器带通滤波器 某实际微带电路中的耦合带通滤波器某实际微带电路中的耦合带通滤波器 屏蔽盒中的微带带通滤波器屏蔽盒中的微带带通滤波器将将 微带段折弯，以减小体积微带段折弯，以减小体积2g 平行耦合微带型带通滤波器的变形平行耦合微带型带通滤波器的变形同轴线输同轴线输入入同轴线输同轴线输出出C1C3C5L2L4L6 高阻抗短线高阻抗短线（窄线）（窄线）相当于相当于 串联电感串联电感 低阻抗短线低阻抗短线（宽线）相当于（宽线）相当于 并联电容并联电容一段高特性阻抗传输线，
15、接一低阻抗传输线，高低特性阻抗的传输线相一段高特性阻抗传输线，接一低阻抗传输线，高低特性阻抗的传输线相间连接，就得到了串联电感和并联电容的梯形网络，由此可实现低通滤间连接，就得到了串联电感和并联电容的梯形网络，由此可实现低通滤波器。波器。经过计算确定每段微带的长度、宽度，使其等效电抗值与集总元件电经过计算确定每段微带的长度、宽度，使其等效电抗值与集总元件电路中的对应电抗值的相等。路中的对应电抗值的相等。C1C3C 5L2L4L6cZcZ微带电路实现方案微带电路实现方案低通滤波器低通滤波器集总元件电路集总元件电路微带滤波器微带滤波器集总元件电路集总元件电路低通滤波器低通滤波器 微带电路实现方案微带电路实现方案LLC（电感）（电感）（交指电容）（交指电容）C2C4L1L3椭圆函数式低椭圆函数式低通滤波器通滤波器L2L4L5C63、低通滤波器、低通滤波器3微带电路实现方案微带电路实现方案一.微波放大器（功放和低噪放）Fabricated Low noise Amplifier PCB board.1Cm1CmPCB版图版图二、有源混频器二、有源混频器输出信号频率等于两输入信号频率之和、差或为两者其他组合的电路。混频器通常由非线性元件和选频回路构成。http:/ 数字微波收发信机ODU系统26GHz ODU系统练习练习 介绍常见微波元件及其作用。
