1.定向耦合器的概念及特点
定向耦合器
定向耦合器 是微波系统中应用广泛的一种微波器件,它的本质是将微波信号按一定的比例进行功率分配。
定向耦合器由传输线构成,同轴线、矩形波导、圆波导、带状线和微带线都可构成定向耦合器,所以从结构来看定向耦合器种类繁多,差异很大。但从它的耦合机理来看主要分为四种,即小孔耦合、平行耦合、分支耦合以及匹配双T。
在20世纪50年代初以前,几乎所有的微波设备都采用金属波导和同轴线电路,那个时候的定向耦合器也多为波导小孔耦合定向耦合器,其理论依据是Bethe小孔耦合理论,Cohn和Levy等人也做了很多贡献。
随着航空和航天技术的发展,要求微波电路和系统做到小型化、轻量化和性能可靠,于是出现了带状线和微带线。随后由于微波电路与系统的需要有相继出现了鳍线、槽线、共面波导和共面带状线等微波集成传输线。这样就出现了各种传输线定向耦合器。
第一个真正意义上的定向耦合器由H. A. Wheeler在1944年设计实现,Wheeler使用了一对长为四分之一中心频率波长的圆柱来实现电场与磁场的能量相互耦合,遗憾的是这种方法只能实现一个倍频程的带宽。
2.定向耦合器的工作原理
主线中传输的功率通过多种途径耦合到副线,并互相干涉而在副线中只沿一个方向传输。
图1为矩形波导定向耦合器的三种典型耦合结构。a是相距1/4导波长的双孔耦合;b是间距和长度都等于1/4导波长的双串联分支线耦合;c是在裂缝区域内TE和TE两种传播模式的连续耦合。以a和b两种结构为例,从端口①输入的信号分两路耦合到副线后,朝端口④方向因行程相等而同相叠加,有输出;朝③方向则行程相差1/2导波长而反相抵消,被隔离而无输出。
图2为微带定向耦合器的两种典型的耦合结构。A是间距和长度都等于1/4导波长的双并联的分支线耦合,b是在平行区域内电场和磁场两种结构连续耦合。以b的结构为例,从端口①输入的信号由电场耦合在副线的两个端口上产生同相感应电压,磁场耦合则产生反相感应电压。结果在端口④处相加而有输出,③处则抵消而呈隔离无输出。
此外,也可构成其他传输线的定向耦合器(图3)。
3.定向耦合器,什么是定向耦合器
定向耦合器的作用:
定向耦合器常用于对规定流向微波信号进行取样。在无内负载时,定向耦合器往往是一四端口网络。定向耦合器常有两种方法实现,一为耦合定向耦合器,其耦合区长度为四分之一的整数倍,其直接输出和耦合输出端口在结构上不相邻,输出相位差往往是90度或180度,剩余的一个端口称为隔离端,理论上隔离端不输出任何能量。另一种为分支线定向耦合器,两输出端口结构上相邻,输出相位差也可以实现90度或180度,常用于强耦合场合。
参数说明:耦合度:当其余端口接匹配负载时,耦合端输出功率与主线输入功率之比。
耦合损耗:由于一定能量传输到耦合端而引起主线输出功率减小,它等于主线插入损耗的理论值。
主线插入损耗的最小理论值与耦合度的关系如下:
耦合度主线理论损耗 3dB 3.00dB 6dB 1.20dB 10dB 0.46dB 15dB 0.14dB 20dB 0.04dB 30dB 0.004dB主线损耗:
当匹配负载接主线外各端口时,主线插入损耗包括能量耦合损耗和能量耗散
损耗两方面。方向性:当功率在指定方向上传输时,耦合端口的输出功率与同样
功率在相反方向传输时同一耦合端口的输出功率之差。同样,
在耦合器上标注的
功率是指输入端口的最大输入功率,
输出口和耦合端口不能用标注的最大功率输。定向耦合器的作用:
定向耦合器常用于对规定流向微波信号进行取样。在无内负载时,定向耦合器往往是一四端口网络。定向耦合器常有两种方法实现,一为耦合定向耦合器,其耦合区长度为四分之一的整数倍,其直接输出和耦合输出端口在结构上不相邻,输出相位差往往是90度或180度,剩余的一个端口称为隔离端,理论上隔离端不输出任何能量。另一种为分支线定向耦合器,两输出端口结构上相邻,输出相位差也可以实现90度或180度,常用于强耦合场合。
参数说明:耦合度:当其余端口接匹配负载时,耦合端输出功率与主线输入功率之比。
耦合损耗:由于一定能量传输到耦合端而引起主线输出功率减小,它等于主线插入损耗的理论值。
主线插入损耗的最小理论值与耦合度的关系如下:
耦合度主线理论损耗 3dB 3.00dB 6dB 1.20dB 10dB 0.46dB 15dB 0.14dB 20dB 0.04dB 30dB 0.004dB主线损耗:
当匹配负载接主线外各端口时,主线插入损耗包括能量耦合损耗和能量耗散
损耗两方面。方向性:当功率在指定方向上传输时,耦合端口的输出功率与同样
功率在相反方向传输时同一耦合端口的输出功率之差。同样,
在耦合器上标注的
功率是指输入端口的最大输入功率,
输出口和耦合端口不能用标注的最大功率输
入。输出口和耦合端口的最大输入功率由耦合度和负载电阻决定。
4.定向耦合器的性能指标
定向耦合器是四端口网络, 端口“①”为输入端, 端口“②”为直通输出端, 端口“③”为耦合输出端, 端口“④”为隔离端, 并设其散射矩阵为[S]。描述定向耦合器的性能指标有: 耦合度、隔离度、定向度、输入驻波比和工作带宽。下面分别加以介绍。
1)隔离度إ
输入端“①”的输入功率P1和隔离端“④”的输出功率P4之比定义为隔离度,记作I。
2)定向度إ
耦合端“③”的输出功率P3与隔离端“④”的输出功率P4之比定义为定向度,记作D。
3) 输入驻波比إ
端口“②、③、④”都接匹配负载时的输入端口“①”的驻波比定义为输入驻波比,记作ρ。
4)工作带宽إ
工作带宽是指定向耦合器的上述C、I、D、ρ等参数均满足要求时的工作频率范围。
5.定向耦合器的网络特性
定向耦合器可被看作为四端口网络,其特性可用散射矩阵【s】表示,即其中各端口的反射系数sii(i=1、2、3、4)的值很小(理想值为零),表示各端口的匹配情况;耦合系数s13=s31=s24=s42的值由设计时候的耦合度决定;s14=s41=s23=s32是隔离系数,理想值为零。
定向耦合的主要技术指标是耦合度C(分贝)、定向性D(分贝)和工作频带,其中C=-20lg|s14| (dB)D=20lg|s14/s13| (dB)理想定向耦合器的散射矩阵为两个输出信号有90°的相位差。上述双孔或双分支线耦合的单节定向耦合器工作频带较窄。
若采用多孔或多分支线耦合结构的多节定向耦合器(几个单节的级联),可借助综合设计方法展宽工作频带。
6.急求一篇关于自动变速器的毕业论文
/bencandy.php?fid-64-id-2041-page-1.htm这是汽车教学网,关于自动变速箱的毕业论文--《电控自动变速器故障诊断和分析》下载一、自动变速箱的发展简史
自动变速箱的发展迄今为止,已经有60多年的历史了。从1939年美国通用汽车公司研制的液力耦合器和行星齿轮变速机构组成的四档液力变速箱开始。由于液力变速器的种种优点,吸引了世界各大汽车生产厂家都积极投入到了对自动变速箱的开发和研制。直到1950年美国福特公司成功的研制出了第一个采用三元件液力变速箱结构的三档自动变速器,自动变速器从此开始走向成熟。
采用液力变矩器的自动变速箱与采用耦合器的自动变速箱相比,显示出了更多的优良性能:起步扭矩大,加速性能好,降低了传动系的冲击,对发动机曲轴的扭矩震动且有隔震的作用等,由于传动效率低的原因,福特公司又采用了锁止离合器机构,从而克服了此问题。从而完成了从原始自动变速箱向现代自动变速箱的完全转变。
20世纪80年代中期,日本第一大汽车生产厂家丰田公司成功的研制出了具有超速档的电控液力自动变速箱。这一创造的出现,又为自动变速箱的发展推向了一个新的阶段。到90年代后期,美国的三大汽车公司先后推出了自己的电控液力自动变速箱,从此自动变速器的发展开始进入电控阶段,液控自动变速箱逐渐被淘汰出局。
随着计算机的发展,电控自动变速器在电控方面的技术逐渐走向成熟。一些高尖端技术也逐渐被运用到自动化控制上,例如:模糊控制理论,蓝牙技术,CAN总线等。例如大众公司的01N,01M和01V型等均在不同程度上采用这些技术。雪铁龙公司的AL4自动变速箱,实现了全自动控制,P,R,N,D以及倒档位置均采用了电磁阀控制,并且创下了自动变速箱电磁阀最多的纪录。这标志着从21世纪开始,自动变速箱在可靠性,换档的平顺性等各方面均有了很大的提高,满足了人们对汽车人体化设计的理念的要求。
二、自动变速器的优点
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