衰减器和移相器
阵列天线PPT课件
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N元非等幅均匀阵列
• 阵因子比较 • 二项式分布阵列 • 多尔夫-切比雪夫多项式阵列 • 泰勒分布阵列
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N元非等幅均匀阵列
• 阵因子比较 • 二项式分布阵列 • 多尔夫-切比雪夫多项式阵列 • 泰勒分布阵列
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阵因子
• 均匀幅值阵列具有最小的半功率波束宽度 • 二项式分布幅值阵列能够实现最小的副瓣电平 • 二项式分布幅值阵列单元间距小于半波长时，副瓣
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N元等幅均匀线阵
求解最大值点：
阵列存在唯一的一个最大值点，即m=0 求解阵因子的3dB波束点：
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线阵实例 1: 侧射阵
• 波束最大指向θ0=90°（线阵沿Z轴），当单元 的波束最大指向和阵因子的最大波束指向均指向 θ0=90°时，便可达到最佳的侧射阵。 • 对于单元天线的波束指向要求，可以通过选择 合适的辐射单元来满足要求 • 对于阵因子的波束指向要求，可以通过合理的 调整阵列单元间的间距、每个单元的相位激励实 现。
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N元非等幅均匀阵列
• 阵因子比较 • 二项式分布阵列 • 多尔夫-切比雪夫多项式泰勒线阵—线源激励计算
线源激励幅度的分布为
i1
Ii (p)12 Sn(m)com s()p m1
1
m0
Sn(m)＝(i1[m (i )1!(i)!]21m)!ii1112A2m (2i12)2 0mi
➢在每个天线单元的馈端 以及电缆的公共馈端处各 接入一个开关 ➢控制联动开关可使波束 从边射移到45°方向
.
相控阵
➢ 每个阵列单元都有移相器和衰减器，所有馈电 电缆都布置成等长度的组合结构
.
相控阵
➢端馈相控阵也需要逐个单元配有移相器和衰减 器，由于在单元之间引入了递进的相位移，随着 频率的变化，在额定的相位移之外，还需要附加 相反的相位变化作为补偿
RCS测量中关于紧缩场的研究与设计
RCS 测量中关于紧缩场的研究与设计摘要RCS 测量中，场地的质量对测量结果影响很大，随着技术发展，室内紧缩场成为主要的测试场地，因此加大对紧缩场的研究很有必要。
本文在介绍了RCS 测量相关概念的基础上，重点介绍了紧缩场的基本原理，在此基础上，根据圆对称条件，完成了前馈卡塞格伦紧缩场的设计，最后得到设计结果。
关键词：RCS 测量；圆对称条件；前馈卡塞格伦紧缩场第1章 引言随着我国科学技术的发展，RCS 测量中对测试场地的要求也越来越高，紧缩场有着保密性好、测试方便、测试时间短、不受环境影响等多种优点，因此受到更多的关注，增加对紧缩场的研究，对测量有着很大的意义。
第2章 RCS 测量概念电磁散射测量含义：它是电磁波在物体上产生的感应电流的再辐射。
物体被称为散射体，散射体和天线的区别仅仅是源点位置的不同。
RCS 测量即是电磁散射测量。
RCS 是指雷达散射截面。
它的定义为：2224lim iS R E ERπσ∞→= （2.1）表征雷达目标截获和散射信号功率的能力，它并不是实际面积，与距离R 无关。
目标雷达散射截面并不代表任何意义上的实际面积[1]。
同时，它要满足远场条件：单一平面波照射和单一平面波散射条件。
近场即是非单一平面波照射和非单一平面波散射。
没有近场散射的RCS 定义，但是有散射方向图。
矢量背景对消：利用衰减器和移相器，使接收机的接受信号最小，这样做是为了利用发射信号的一部分抵消天线之间的直漏信号及目标支架和背景的散射信号。
RCS测试系统：分为连续波测试体制和扫频波测试体制[2]。
分别如下图所示：图2.1连续波测试体制示意图图2.2扫频波测试体制示意图矢量网络分析仪：它在测量信号的完整性，参数测量，射频测量中有着很大的应用。
根据使用经验，总结了它的使用注意方面：1、测试前需进行校准；2、测试时设置的频点要将需测试的频点包含在内；3、中心频率时不能设太大，否则影响测试准确性；4、在进行测试时要尽量保证同轴线不弯曲。
功分器,移相器和衰减器主要参数的测量
功分器，移相器和衰减器主要参数的测量一、实验目的1、了解矢网校准的意义。
2、探究功分器衰减应用的特点。
3、理解移相器的工作原理。
4、观察衰减器的衰减范围。
二、实验准备1、实验仪器射频微波技术与天线综合实验系统（发射和接受系统）、两根SMA线、匹配电阻（1个）、开路电阻（1个）、短路电阻（1个）。
2、矢网校准先选择频率范围再进行校准，因本次实验需要改变三次频率，因此需要三次校准。
①短路校准：点击屏幕右侧calibration type中的SOLT（T/R）选项，将短路电阻连接到接收系统矢量网络分析仪DUT端口，点击右侧short选项，等待一会儿，按钮变为紫色即为校准完成。
②开路校准：将开路电阻连接到接收系统矢量网络分析仪DUT端口，点击右侧open选项，等待一会儿，按钮变为紫色即为校准完成。
③匹配校准：将匹配电阻连接到接收系统矢量网络分析仪DUT端口，点击右侧load选项，等待一会儿，按钮变为紫色即为校准完成。
④通路校准：用一根SMA线将DUT和DET连接，点击右侧Thru选项，等待一会儿，按钮变为紫色即为校准完成。
所有校准完成按下apply键可以开始测量。
三、实验步骤1、移相器（1）选择频率为2GHZ-3GHZ，频点设为500，校准完成后开始测试。
（2）用SMA线将移相器的输入G1连接到矢量分析仪的DET端口，输出G2连接到DUT。
（3）移相器中间有两个PN结，下方有一个按键，按下灯亮，PN结导通，两端有电压。
（4）在PN结不导通的时候记录下2.4GHZ和2GHZ的相位，按下按键再次记录，比较两次相位看是否发生变化。
2、电调衰减器（1）选择频率为200MHZ-100MHZ，频点设为500，校准完成后开始测试。
（2）用SMA线将衰减器的输入连接到矢量分析仪的DET端口，输出连接到DUT。
（3）衰减器主要是对于传输过程的衰减，因此测量的是mag（S21）。
旋转蓝色旋钮（电位器）改变电路电阻，观察图像记录200MHZ和1000MHZ下的衰减范围。
移相器的工作原理
移相器的工作原理
移相器是一种用于光学成像的设备，它能够改变光线的相位，从而实现对焦和深度感知的功能。
在摄影和显微镜领域，移相器被广泛应用，它的工作原理是基于光的波动性和干涉现象的。
首先，我们来了解一下光的波动性。
光是一种电磁波，它具有波动性和粒子性。
在光学成像中，光的波动性起着决定性作用。
当光线通过不同介质或经过光学器件时，会发生折射、反射和干涉等现象，这些现象都与光的波动性密切相关。
移相器利用了光的波动性和干涉现象来实现对焦和深度感知。
它通常由两个或多个光学元件构成，其中包括透镜、衍射光栅等。
这些光学元件能够改变光线的相位，从而影响光的传播和成像。
在移相器的工作过程中，光线首先经过透镜聚焦，然后被衍射光栅或其他光学元件改变其相位。
通过调节衍射光栅的参数，如周期、方向等，可以实现对焦和深度感知的效果。
具体来说，当衍射光栅的参数发生变化时，光线的相位也会发生变化，从而影响成像的清晰度和深度信息。
除了衍射光栅，移相器还可以利用其他光学元件，如液晶透镜、声波透镜等，来实现对焦和深度感知的功能。
这些光学元件能够通
过电磁场、声波等外部信号来改变其光学特性，从而实现对焦和深
度感知的调节。
总的来说，移相器的工作原理是基于光的波动性和干涉现象的。
它利用光学元件改变光线的相位，从而实现对焦和深度感知的功能。
在摄影和显微镜领域，移相器的应用为成像技术带来了新的可能，
为人们观察微观世界和捕捉精彩瞬间提供了更多选择和便利。
希望
本文能够帮助读者更好地理解移相器的工作原理，进一步探索光学
成像技术的奥秘。
相控阵雷达TR 组件
相控阵雷达TR 组件Thank you * 隔离器基本原理隔离器是一种采用线性光耦隔离原理,将输入信号进行转换输出。
输入,输出和工作电源三者相互隔离,特别适合与需要电隔离的设备仪表配用。
隔离器又名信号隔离器,是工业控制系统中重要组成部分。
隔离器主要技术参数 1.隔离强度：也叫隔离能力、耐压强度或测试耐压，这是衡量信号隔离器的主要参数之一。
单位：伏特@1分钟。
它指的是输入与输出，输入与电源，输出与电源之间的耐压能力。
它的数值越大说明耐压能力越好，隔离能力越强，滤波性能越高。
一般的，这种耐压测试是通过一次性样品的耐压检验来确定的。
2.精度：这是衡量一个信号隔离变送器质量的标尺。
业内一般能做到量程±0.2[%]。
个别品牌如M-SYSTEM 、ACI 等能做到±0.1[%]。
3温度系数：表示隔离器等仪表在环境温度发生变化时，精度的变化情况。
大多情况下用百分数表示（也有用单位250ppm/K表示的），如：M-SYSTEM温度系数±0.015[%]/℃（相当于150ppm/K）。
4.响应时间：表征信号隔离器的反应速度。
5.绝缘电阻：内部电源与外壳之间隔离直流作用的数值化表征。
6.负载电阻：反映了信号隔离器的带载能力。
开关电路一般称为天线收发模块应用在收发器，其功能是在发送状态将天线和发射器进行连接，而在接受状态时，将天线与接收器进行连接。
PIN二极管作为一个基本单元在这些开关中的使用时，他们就会比电子-机械开关提供更高的可靠性，更好的机械强度和更快的开关速度。
PIN二极管开关电路技术指标插入损耗和隔离度：PIN管实际存在一定数值的电抗和损耗电阻，因此开关在导通时衰减不为零，成为正向插入损耗，开关在断开时其衰减也非无穷大，成为隔离度。
二者时衡量开关的主要指标，一般希望插入损耗小，而隔离度大。
开关时间：由于电荷的存储效应，PIN管从截止转变为导通状态，以及从导通状态转变为截止状态都需要一个过程，这个过程所需要的时间成为开关时间。
电路分析课程设计 信号衰减器和移相器1
R2 RC 2
1 1 RC 2 N1 RC 1
150 1 1 800
1
10.14
（2）T型电路计算：
衰减量A=30dB，N=10^(30/20)=31.623；所以 桥T型衰减量 N2=N/N1=31.623/10.14=3.1184 计算R1和R2：
(5) 电路及仿真结果
演示：衰减器brg-T 600可调.ewb
移相电路原理与设计
设计要求：
制作一移相器，在某一频率f点上使输出 信号在经过移相器后得到幅值保持不变、相 位差为90度的信号。 f=（学号末二位）kHz 如：10号同学的频率点为10kHz。
U 1 U100V
.
如图所示RC串联电路，设输入正弦信号，其相量
1
1 1 RC 2 N1 RC 1
75 1 1 600
1
15.48
（2）桥T型电路计算：
由于总衰减量A=30dB
N=10^(30/20)=31.62；桥T型衰减量N2为
N2=N/N1=31.62/15.48=2.04
计算R1和R2：
R1=Rc(N2-1)=75×(2.04-1)=78.18
R2=Rc/(N2-1)=75/(2.04-1)=71.95
（3）电路及仿真结果
演示：衰减器L-桥T 600-75 30dB.ewb
2、可变衰减器的设计
可变衰减器，一般 是指特性阻抗值恒定的， 而它的衰减值是可变的 衰减器，由桥T型衰减器 构成比较方便。 这种电路的优点是， 电路中只有两个可变化 部分，而且Rc为固定电 阻，可以避免因旋钮换 档时，由于旋钮触点接 触不良而引起电路中断 现象。
微波控制电路
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2. FET 价格高(但在MMIC中是同一种工艺，反而比PIN容易制造)、速度快(ns量
级)、频率略低(20GHz)、瓦级功率
混合集成电路用PIN管，MMIC则用FET 3. 机械开关
尺寸小、可控制的微波功率高，但通断速度慢(s量级)
2
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§7.2 PIN二极管的基本特性
C j Rr ? RS
R f RS + R j
Cp
12
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封装PIN二极管等效电路
• 实际使用的PIN二极管大多数是有封装的。PIN管封装的形式有很多种，主要包括螺纹管座型、同轴型、带 状线型、微带型及梁式引线型，它们的结构形状不同，封装参数也不一样。图7．4给出了最常用的同轴型 及梁式引线型封装的PIN管结构。封装PIN管等效电路如图7．5所示。
j1 0 y
0 1
L(dB)on
10 lg 1 +
C j Zc
4
4
24
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当PIN管是低阻状态时，开关为“断”
L(dB)off
10 lg
1
+
1 4
Zc Rf
4
可见两管开关比单管开关隔离度大得多
y1
y2
Zc Rf
例：Zc=50，Rf=1
L(dB)off
10
lg 1
+
1 4
Q0
I 0
对微波只呈现I0工作点时的电阻。
0
I0
7
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2. 反偏压工作点时
• 正半周注入载流子尚未复合构成电流，负半周电压反向又吸出，所以没有 电流。
始终维持在反偏压所决定的高阻抗状态。
移相器原理
移相器原理一、移相器的定义和作用移相器（Phase Shifter）是一种用于改变电路中信号的相位的装置或电路。
在电子学中，相位是指信号的偏移量或延迟，而移相器可以通过改变电路中的电流或电压来改变信号的相位。
移相器常用于无线通信、雷达系统、天线阵列等领域，用于调整信号的相位以实现特定的功能或性能优化。
二、移相器的基本原理移相器的基本原理是通过改变电路中的电感或电容来改变信号的相位。
根据电路中元件的不同，可以将移相器分为电感移相器和电容移相器。
2.1 电感移相器电感移相器是通过改变电路中的电感来改变信号的相位。
当电感移相器中的电感值发生变化时，信号通过电感时会发生相位的改变。
电感移相器常用于低频信号的移相。
2.2 电容移相器电容移相器是通过改变电路中的电容来改变信号的相位。
当电容移相器中的电容值发生变化时，信号通过电容时会发生相位的改变。
电容移相器常用于高频信号的移相。
三、电感移相器的工作原理电感移相器是通过改变电路中的电感来改变信号的相位。
主要有以下几种类型的电感移相器：串联电感移相器是将多个电感串联连接起来，通过改变串联电感的总电感值来改变信号的相位。
当串联电感的电感值增大时，信号的相位会发生正向移相；当串联电感的电感值减小时，信号的相位会发生反向移相。
3.2 并联电感移相器并联电感移相器是将多个电感并联连接起来，通过改变并联电感的总电感值来改变信号的相位。
当并联电感的电感值增大时，信号的相位会发生反向移相；当并联电感的电感值减小时，信号的相位会发生正向移相。
3.3 可变电感移相器可变电感移相器是通过改变电路中的可变电感器件来改变信号的相位。
可变电感器件可以是电感线圈的可调节端点，通过改变端点的位置来改变电感值，从而改变信号的相位。
四、电容移相器的工作原理电容移相器是通过改变电路中的电容来改变信号的相位。
主要有以下几种类型的电容移相器：4.1 串联电容移相器串联电容移相器是将多个电容串联连接起来，通过改变串联电容的总电容值来改变信号的相位。
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0 e jl
e jl
0
2
r r
1
1
( 0 )2
0
r r c
(2 -14a)
波导型
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第四章 微波元器件
P1
Re
E1 H1* ds
S
Re
Et
H
* t
dse2z1
S
e2 ( z1 z2 )
P2
Re
E2
H
* 2
ds
Re Et H t* dse2z2
S
S
其中，传输线 T1，T2 参考面上的横向边界条件相同，应有：Et1 = Et2，
Ht1 = Ht2，所以，微波能量通过参考面 T1，T2 后的衰减量 (以分贝为单位)
所以，移相器的工作原理可以分为三类：
(1) 调整移相器的实际长度，或改变行波 在移相器内实际通过的距离。
例如，用魔 T 和两个短路活塞可以组成一 个良好的移相器。一段波导就可以构成一个固 定相移的移相器。
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第四章 微波元器件
4.5 移相器
(2) 调整移相器内填充介质的物理参数或几何参数。
4.5 移相器
(3) 调整波导宽边尺寸。
例如，工作在 H10 模式的矩形波导，其传播常数 与截止波长 c = 2a 有关。改变波导的宽边尺寸 a，也可以达到移相的目的。
但此方法产生的相移量不能太大，因为改变波导的宽边尺寸 a 将引起特 征阻抗和截止波长的变化。
2
rr
1
1
( 0 )2
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第四章 微波元器件
4.4 衰减器
截止衰减器的特点： (1) 以分贝为单位的衰减量是输入、输出参考面间距的线性函数，衰减 量容易精确计算。截止衰减器的衰减量可以作为微波衰减量的定标标准。 (2) 衰减量的可调范围很大 (可达120分贝)。 (3) 如果截止衰减器内没有吸收材料，它的反射系数就很大。
为： L 10 lg( P1 ) 10 lg[ e2 (z1z2 ) ] l 20 lg e (dB) (4 - 2)
P2
线性调节
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5
第四章 微波元器件
4.4 衰减器
由于 Ho11 模式是极 化简并模式，它的极化 面可以旋转，因此它既 可以被偶对称模式激励， 也可以被奇对称模式激 励。 Ho11 模式的截止 条件： >> 3.41a
根据第二章的讨论，截止电磁波的衰减系数是：
2 r r 1 (0 )2 1 2
0
r r c
c
0 c
(2 -14b)
均匀传输线中某参考面上的电磁场表达式为：
E(x,
y,
z,t)
Im[AEE(x, y)e(
jt z)
A
E
E(
x,
y)e(
jt z)
第四章 微波元器件
4.4 衰减器
衰减器是调节微波功率的两端口元件，对称网络，有固定衰减器和可调 衰减器之分。
衰减器的基本工作原理有三种：吸收式，截止式，旋转极化式。
一、吸收式衰减器 吸收式衰减器的工作原理是利用介质材料对微波能量的吸收作用，它与 匹配负载的工作原理类似。 吸收式衰减器与匹配器的不同是：衰减器是两端口元件，它允许部分微 波功率通过；匹配负载是单端口元件，它必须吸收全部入射微波功率。
第四章 微波元器件
4.5 移相器
已知理想移相器的 S 参数矩阵为： 0 e jl
e
jl
0
所以改变移相器的长度 l 或改变移相器中电磁波的传播常数 都可以 达到移相的目的（对于确定的工作频率）。
已知：
2
r r
1
1
( 0 )2
0
r r c
(2 -14a)
]
H(x,
y,
z,t)
Im[AH H(x, y)e(
jt z)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A
H
H(
x,
y)e(
jtz) ]
(2 -15c) (2 -15d)
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第四章 微波元器件
4.4 衰减器
二、截止式衰减器
2
r r
1 (0 )2 1 2
0
r r c
c
0 c
(2 -14b)
E(x,
y,
z,t)
Im[AEE(x, y)e(
jt z)
A
E
E(
x,
y)e(
jtz) ]
H(x,
y,
z,t)
Im[AH H(x, y)e(
jt z)
A
H
H(
x,
y)e(
jtz) ]
(2 -15c) (2 -15d)
那么，均匀传输线中任意两参考面 T1，T2上通过的微波功率之比为：
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1
第四章 微波元器件
4.4 衰减器
吸收式衰减器有固定和可调两类。 可调衰减器是通过改变吸收材料在电场中的位置和体积来调整衰减量的。
同轴型（固定）
波导型（可调）
无辐射缝
吸收式衰减器是对称网络，而且驻波系数较小。
强辐射缝
吸收式衰减器的主要技术指标包括：衰减量 L(f)、驻波比 (f)、工作
0
r r 2a
a'
a
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l
15
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第四章 微波元器件
4.4 衰减器
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第四章 微波元器件
4.4 衰减器
三、极化旋转衰减器
极化旋转衰减器也是一种吸收式衰减器。因为调整微波吸收材料的位置 或体积，可以改变吸收式衰减器的衰减量。极化衰减器则是通过调整微波吸 收介质片相对于电场的角度来改变衰减量的。
相对于前边介绍的两种衰减器，极化旋转衰减器的反射系数更小、而且 与衰减量无关。
因此，极化旋转衰减器的衰减量调节精度更高，但功率容量较小，通常 用于精密测量。
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第四章 微波元器件
4.4 衰减器
P3
圆波导 TE11
P1
矩形波导 TE10
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L = 10 lg(P1/P3) = 10 lg(E1/E2)2 = 20 lg(1/cos2 ) = 40 lgcos
移相器是两端口元件，对 称网络，其功能是可以任意调 节输入、输出端口的微波相位 差。
移相器的反射系数和插入 损耗都应当尽量小。
这一方面要求其与传输线 的阻抗匹配良好，也要求其内 部的介质材料具有较低的微波 损耗。
移相器是通过改变介质 材料在电场中的位置和体积 来调整相移量的。
波导型
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吸收介质片上的水平分量必须完全被吸收。
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第四章 微波元器件
4.4 衰减器
习题、 已知衰减器两个端口的特征阻抗 均为 Zc = 50，其插入损耗为 xdB。将该衰减器插入到特征阻 抗为 Zc = 50 的传输系统中， 求该衰减器的 S 参量。
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第四章 微波元器件
4.5 移相器
频带、功率容量等。
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无辐射缝
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第四章 微波元器件
可调衰减器是通 过改变吸收材料在电 场中的位置和体积来 调整衰减量的。
4.4 衰减器
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第四章 微波元器件
4.4 衰减器
二、截止式衰减器 截止式衰减器的工作原理是根据波导中截止电磁波的场强沿传播方向 按指数规律衰减的特性工作的。