微波网络（基础）

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1、微波网络（基础）4.1等效电压和电流TEM模传输线存在电压与电流概念TE，TM模不存在明确的电压与电流概念对于TEM模，电压，电流为：TEM模传输线能够等效成双根线形式的传输线模型1MicrowaveEngineering4.MicrowaveNetworkAnalysis对于波导结构(单导体结构)，不能定义某处电压与电流。以矩形波导的TE10模为例如应用上述公式：可见：电压是x的函数。在x=a/2和x=0处，其电压显然不同。问题：何处是正确的电压？2MicrowaveEngineering4.MicrowaveNetwork

2、Analysis波导等效成（双根线）传输线：（等效原则）（1）不同传输模式对应不同的电压与电流，对某一固定模式，等效电压必须正比与横向电场，等效电流必须正比于横向磁场；（2）波导内的传输功率应等于（等效后）传输线的传输功率，即：等效电压与等效电流乘积为该模式的功率流。（3）等效电压与等效电流比值为特性阻抗，通常为传输模式的波阻抗。3MicrowaveEngineering4.MicrowaveNetworkAnalysis4.2阻抗及导纳矩阵作用：基于已定义的等效电压和等效电流，可以求解端口的阻抗或导纳如结构含有多个端口，可以

3、求解端口的阻抗和导纳矩阵图的简要说明：为端口，但是该端口与传统意义的端口有着本质的区别，可以是不同传输模的端口对任一端口:4MicrowaveEngineering4.MicrowaveNetworkAnalysis阻抗矩阵定义：其中：同样，也可定义导纳矩阵：显然：5MicrowaveEngineering4.MicrowaveNetworkAnalysisZ矩阵元素的求解：将Z矩阵定义式展开，以第一行为例：(请思考其物理模型)同理：在导纳矩阵中，(请思考其物理模型)6MicrowaveEngineering4.Microwa

4、veNetworkAnalysis关于阻抗矩阵元素特性：互易网络(不包含非互易媒质，如铁氧体，等离子体，有源器件等)：无耗网络：元素为纯虚数。(由于电阻属耗能器件，而电感和电容属于储能器件，从这一特殊例子很容易理解。)用数学表达式为：7MicrowaveEngineering4.MicrowaveNetworkAnalysis例1求解如下二端口T行网络的Z矩阵解:由矩阵元素定义式可知：8MicrowaveEngineering4.MicrowaveNetworkAnalysis