射频电路与天线课件new

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1、射频电路与天线（一）RFCircuitsandAntennas第11讲基本元件陈付昌华南理工大学电子与信息学院天线与射频技术研究所Email:chenfuchang@scut.edu.cnResearchInstituteofAntennas&RF&Techniques第11讲内容引言波导元件同轴元件微带元件集总元件教材pp152-162高低阻抗线SouthChinaUniversityofTechnologyResearchInstituteofAntennas&RFTechniques11.1引言在射频电路中，除了传输线以外，根据电路的设

2、计或实际电路实现的需要，总是要引入各种不连续性。有些不连续性是我们所不需要的，例如传输线的弯曲、不同传输线的连接等。有些不连续性是作为实现某种功能的电路元件，人为引入的，是电路设计所必须的，例如电抗元件等。无论怎样，为了精确设计电路，必须给出这些不连续性的分析模型—等效电路。SouthChinaUniversityofTechnologyResearchInstituteofAntennas&RFTechniques低频电路基本元件：电感，电容，电阻以及理想变压器。低频元件都是集总元件，元件参数与频率几乎无关。但在射频电路中，元件成为分布参数元件

3、，参数是频率的函数。射频元件的基本结构一般都是利用传输线中的不连续性实现的。按传输线结构划分，基本元件通常分为波导元件、同轴元件、带状线元件、微带元件、共面波导元件和集总元件等。SouthChinaUniversityofTechnologyResearchInstituteofAntennas&RFTechniques11.2波导元件电容膜片T电力线xyyTzzTTbb’Y0jBY0xa4bbSouthChinaUniversityofTechnologyBYlncsc0g2bResearchInstituteofAnten

4、nas&RFTechniques力线分析当矩形波导中传输的主模TE10模遇到电容膜片时，由于它的场分量不满足膜片的边界条件，所以必然产生出新的场分量，或者说感应出新的场分布。电容膜片只在y方向引入不连续性，而x方向是连续的。而TE10模只有Ey、Hx和Hz分量，所以在电容膜片处只有电力线发生弯曲、压缩，而磁力线形状不变。于是，在电容膜片处，电场能量相对集中，SouthChinaUniversityofTechnology可以等效为一个并联电容。ResearchInstituteofAntennas&RFTechniques模式分析模式展开理论告诉我

5、们，膜片处的场可以展开为矩形波导所有TE和TM模的组合。当入射波TE10模遇到膜片后，一部分入射波被反射，另一部分穿透膜片进入另一段波导，同时在膜片上产生了许多高次模。这些高次模的场同TE10模的场叠加满足膜片的边界条件。高次模在满足单模传输条件的矩形波导中是截止的，所以，离开膜片不远就会很快SouthChinaUniversityofTechnology衰减掉，于是在膜片附近形成了一个电磁储能区。ResearchInstituteofAntennas&RFTechniques由于电容膜片的不连续性只在y方向，而TE10模在y方向只有电场分量，所以

6、产生的高次模只有TM模，而没有TE模。截止的TM模中，电场能量占优势。因此，如果电容膜片极薄且无损耗的话，就可以等效为一个并联电容。电容膜片的口径附近电场比较集中，容易发生击穿，所以功率容量低。而且电容膜片不易得到较大的等效电纳，所以在实际SouthChinaUniversityofTechnology应用中很少采用。ResearchInstituteofAntennas&RFTechniques电感膜片'g2aBcot()aa2SouthChinaUniversityofTechnologyResearchInstituteofAnten

7、nas&RFTechniques分析方法与对电容膜片的分析方法相同。只是电感膜片只在x方向上不连续，在y方向上是连续的。当传输TE10模时，电感膜片处只有磁力线变形、压缩，因此，磁场能量相对集中。或者说，在膜片上产生的高次模只有TE模且沿y方向不变化，因而，高次模为TEm0模，而TEm0模中磁场储能大于电场储能。因此，电感膜片处，磁场能量占优势，故SouthChinaUniversityofTechnology等效为并联电感。ResearchInstituteofAntennas&RFTechniques谐振窗SouthChinaUniversi

8、tyofTechnology2ResearchInstitute