[科普中國]-微波混合接頭

微波混合接頭是用來分配或合成微波信號(hào)功率并具有隔離性能的四端口微波元件，用作分配器時(shí)輸出同相或反相的等幅信號(hào)。

簡介微波混合接頭(microwave hybrid junction) 是指用來分配或合成微波信號(hào)功率并具有隔離性能的四端口微波元件，用作分配器時(shí)輸出同相或反相的等幅信號(hào)?；旌辖宇^有魔T和環(huán)形電橋兩種型式。

分類混合接頭有魔T和環(huán)形電橋兩種型式，下圖是它們的矩形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。在魔T中，當(dāng)TE10模微波信號(hào)從端口①輸入時(shí)，不能在端口④內(nèi)激發(fā)電磁場，即端口④隔離，信號(hào)由端口②和③同相等分輸出；當(dāng)信號(hào)從端口④輸入時(shí)，不能在端口①內(nèi)激發(fā)電磁場，即端口①隔離，信號(hào)由端口②和③反相等分輸出。在環(huán)形電橋中，微波信號(hào)從端口①輸入時(shí)即在環(huán)內(nèi)激起駐波，端口②和④均在波腹處，有反相等分信號(hào)輸出，而端口③處于波節(jié)處，無輸出，是隔離端口。同樣，信號(hào)從其他端口輸入時(shí)也會(huì)發(fā)生類似情況。按照互易定理，分配器也可用作合成器，當(dāng)信號(hào)從端口②和③等幅同相或反相輸入時(shí)，合成后則由端口①或④輸出。1

魔T立體分支結(jié)構(gòu)魔T為立體分支結(jié)構(gòu)， 較難用其他傳輸線實(shí)現(xiàn)。環(huán)形電橋?yàn)槠矫娣种ЫY(jié)構(gòu)，容易用其他傳輸線來實(shí)現(xiàn)。 魔T和環(huán)形電橋的主要技術(shù)指標(biāo)是輸入端口的電壓駐波比、兩個(gè)輸出的不平衡度、隔離端口的隔離度和它們的工作頻帶等。其性能取決于結(jié)構(gòu)尺寸的精度和匹配裝置的設(shè)計(jì)、調(diào)整。就魔T來說，由于接頭不連續(xù)性的影響，各端口不能完全匹配，也就得不到完全隔離。若在接頭區(qū)域插入膜片或銷釘?shù)绕ヅ溲b置，便可在較窄的頻帶內(nèi)降低各端口的電壓駐波比并提高隔離度。若采用階梯過渡或漸近過渡作為匹配裝置，則可在較寬的頻帶內(nèi)提高性能。

混合接頭常用于平衡混合器、平衡放大器、和差器以及阻抗測量器等部件中。此外，3分貝定向耦合器也有類似混合接頭的特性，但兩個(gè)輸出端口的信號(hào)有90°的相位差。1

無源微波網(wǎng)絡(luò)屬于二端口網(wǎng)絡(luò)的有微波濾波器、模式變換器(用于將波導(dǎo)中的一種電磁波模式變換成另一種)，極化變換器(用于改變波導(dǎo)中電磁波的極化性質(zhì))、移相器、鐵氧體和隔離器等。屬于三端口網(wǎng)絡(luò)的有功率分配器、鐵氧體Y形環(huán)形器等。屬于四端口網(wǎng)絡(luò)的有微波混合接頭、定向耦合器和定向?yàn)V波器等。用于微波多路通信的多工器屬于多端口網(wǎng)絡(luò)，其功能是把一個(gè)寬頻帶信道分割成若干窄頻帶信道，使信號(hào)分別從不同的端口輸出。多工器可由多個(gè)定向?yàn)V波器連接而成，或由帶通濾波器及匹配雙T電橋組合而成。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

張磊 - 副教授 - 西南大學(xué)