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1、1.微带匹配电路设计2.波导匹配电路设计微波电路与器件设计方法及实例3.微带双分支定向耦合器设计5.微波低通滤波器设计6.波导带通滤波器设计7.微带带通滤波器设计4.威尔金森功分器设计解：（1）输入匹配电路的设计输入匹配电路的设计就是将Z0转换为ZMS，与第1章中介绍的将负载复阻抗变换为传输线的实特性阻抗的过程相反，但原理是一样的。设计实例1下图所示是一个GaAsFET放大电路的原理图。要求从FET向信号源方向看去的阻抗，从FET向负载方向看去的阻抗。已知工作频率为3GHz，试用微带结构设计输入、输出匹配电路。微带基片的相对介电常数=9.9，基片厚度h=1mm。为简单起见，取方法：先通过一段四
2、分之一波长的传输线，将导纳Y0变换为GMS，然后再用终端开路的并联分支线提供电纳jBMS，二者并联后即可得所需要的YMS。h=1mm，由相对介电常数=9.9，查表2.7-1或由式(2.7-8)得解：（2）输出匹配电路的设计输出匹配电路的设计就是将Z0转换为ZML。设计实例1下图所示是一个GaAsFET放大电路的原理图。要求从FET向信号源方向看去的阻抗，从FET向负载方向看去的阻抗。已知工作频率为3GHz，试用微带结构设计输入、输出匹配电路。微带基片的相对介电常数=9.9，基片厚度h=1mm。由于，故选取方法：先通过一段四分之一波长的传输线，将导纳Y0变换为GML，然后再用终端开路的并联分支线
3、提供电纳jBML，二者并联后即可得所需要的YML。于是得因为相对介电常数=9.9，查表2.7-1或由式(2.7-8)得放大电路的最终结构如下图所示。解：设计实例2一个喇叭天线由标准矩形波导BJ-100馈电，传输TE10模，波长为3cm，天线的归一化输入阻抗为（1）若用一对称电容膜片进行匹配，如下图所示，求电容膜片接入处到喇叭天线的距离L及膜片尺寸d的值。（设膜片厚度t=0）（2）若采用对称电感膜片进行匹配，则L及d各为多少？设t=0）查附录I知，标准矩形波导BJ-100的尺寸为故可实现单模传输。所以，该馈电网络与并联单枝节匹配电路的原理相同。设计实例2天线的归一化输入阻抗为（1）若用一对称电容
4、膜片进行匹配，如下图所示，求电容膜片接入处到喇叭天线的距离L及膜片尺寸的值。（设t=0）（2）若采用对称电感膜片进行匹配，则L及d各为多少？设t=0）用并联单枝节匹配原理进行求解。若采用并联终端开路分支的计算公式，则(i=12)解：（1）若用一对称电容膜片进行匹配，求L及d的值。（设t=0）（2）若用一对称电感膜片进行匹配，则L及d各为多少？设t=0）由式（1.6-21a）、（1.6-23a）得由式（1.6-21b）、（1.6-23b）得A-A1处所呈现的归一化电纳（容性）（感性）解：（1）若用一对称电容膜片进行匹配，求L及d的值。（设t=0）（2）若用一对称电感膜片进行匹配，则L及d各为多少
5、？设t=0）若采用对称电容膜片，则（1）对于容性电纳，取（容性）（感性）令解：（1）若用一对称电容膜片进行匹配，求L及d的值。（设t=0）（2）若用一对称电感膜片进行匹配，则L及d各为多少？设t=0）若采用对称电感膜片，令（2）对于感性电纳，取（容性）（感性）d1.46cm设计步骤：3.微带双分支定向耦合器设计方法确定耦合器技术指标。利用式(6.2-17)计算出各线段的归一化导纳。利用式（6.2-19）计算各段微带线的特性阻抗；利用式（2.7-8）计算主线和各微带线段的导体带条宽度。根据工作频率计算微带线段的相波长和导体带条长度。设计实例3试设计一个3dB微带双分支定向耦合器，已知各端口微带线
6、特性阻抗均为50欧姆，中心频率为5GHz，介质基板的相对介电常数，基板厚度h=0.8mm。C=3dBR=1解：由式（2.7-8）得主线和各微带线段的导体带条宽度分别为设计实例3试设计一个3dB微带双分支定向耦合器，已知各端口微带线特性阻抗均为50欧姆，中心频率为5GHz，介质基板的相对介电常数，基板厚度h=0.8mm。解：由式（2.7-7）得对于等分功分器4.威尔金森功分器设计公式汇总等分功分器设计实例4试用介电常数，厚度h=1.0mm的介质基片设计一个二等分的威尔金森功分器。要求其中心频率为1.8GHz，输入、输出端均接特性阻抗为50的微带线。解：已知对于等分功分器W01.91mm，W02=
7、W031.01mm设计实例4试用介电常数，厚度h=1.0mm的介质基片设计一个二等分的威尔金森功分器。要求其中心频率为1.8GHz，输入、输出端均接特性阻抗为50的微带线。解：=3.215W01.91mm，W02=W031.01mm各尺寸含义如右图所示。设计实例5分别用同轴结构和微带结构设计切比雪夫式微波低通滤波器，要求其截止频率带内最大衰减在阻带边频处Ls30dB输入、输出传输线的特性阻抗均为Z0=50。解:根据技术指标LS、S确定元件数n求低通原型滤波器元件的归一化值由LS30dB从图7.2.5(a)中查得n5由表7.2.2(b)查得n5时低通原型滤波器元件的归一化值为g1=g5=1.70
8、58，g2=g4=1.2296，g3=2.5408，g6=1.0000选定梯形电路的形式计算各元件的真实值选用电容输入式电路。频率变换式：微波实现用高、低阻抗线等效串联电感和并联电容。应在可实现的前提下，选尽可能高的高阻抗和尽可能低的低阻抗，同时还要保证线段长度（即满足的条件）高、低阻抗线等效的电感、电容由特性阻抗和线段长度l共同决定，故可以选择其中一个，用上式确定另一个。为了保证选择的合理性，需首先进行初步的测算。当R0=50时在确定了gk和gi后，就可以根据上式选尽可能高的阻抗和尽可能低的阻抗了。（i）同轴结构外导体内直径D=1.6cm选择l2、l4段的高特性阻抗为50输入、输出同轴线的内
9、导体直径d=0.695cm。g1=g5=1.7058，g2=g4=1.2296，g3=2.5408，g6=1.0000选择l1、l3、l5段的低特性阻抗为则(ii)微带结构如此选择的高、低阻抗线特性阻抗满足上式要求。假设选择r=9.9，h=1mm的介质基板进行设计，则查表2.7-1得确定低通原型参数设计实例6设计一最平坦式波导带通滤波器，其中心频率f0=11.95GHz带宽f=500MHz，带内最大衰减Lp=3dB，频率在11.951.0GHz以外衰减30dB。查图7.2-3得，n=3查表7.2-1得各归一化元件值为由滤波器的工作频带，查附录I可知，可选BJ120标准矩形波导进行设计，解：其尺
10、寸为a=19.05mmb=9.525mm计算倒置变换器的归一化特性阻抗设计实例6设计一最平坦式波导带通滤波器，其中心频率f0=11.95GHz带宽f=500MHz，带内最大衰减Lp=3dB，频率在11.951.0GHz以外衰减30dB。波导的尺寸a=19.05mmb=9.525mm。计算并联电感的归一化感抗计算谐振腔的实际长度腔体的实际长度为求电感的尺寸(i)若用电感膜片实现电感求电感的尺寸(ii)若用单销钉实现电感，则得销钉的直径分别为求电感的尺寸(iii)若用三销钉实现电感，则得销钉的直径分别为采用切比雪夫衰减特性进行设计。解：确定低通原型设计实例7设计一侧边平行耦合微带带通滤波器，其通带
11、的频率范围为4.755.25GHz，通带内允许的最大衰减Lp=0.5dB通带外fS1=3.9GHzfS2=6GHz处的LS30dB输入、输出传输线特性阻抗为50欧姆。基片厚度h=0.8mm相对介电常数r10。查图7.2-6（b）得n=3查表7.2-2（b）得计算各导纳倒置变换器的特性导纳设计实例7设计一侧边平行耦合微带带通滤波器，其通带的频率范围为4.755.25GHz，通带内允许的最大衰减Lp=0.5dB通带外fS1=3.9GHzfS2=6GHz处的LS30dB输入、输出传输线特性阻抗为50欧姆。基片厚度h=0.8mm相对介电常数r10。计算各段平行耦合线的奇偶模特性阻抗查图2.8-3(b)曲线可得。确定各段平行耦合线的宽度和耦合缝隙宽度计算各段耦合线的长度50欧姆输入、输出微带线的导体带条宽度为耦合微带线段的长度分别为，
