理论教育 互易网络及其互易定理简介

互易网络及其互易定理简介

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:图4.1中除端口1和端口2外,其他多端平面上都设置了短路,这个任意网络是互易的。现在令网络中某处有两个独立源a和b,它们产生了从内到外的场Ea,Ha和Eb,Hb,根据互易定理可以得到式中,S是沿网络边界并经过所有端口的端平面的封闭曲面。将式(4.9)和表示横电场的公式比较得这将式简化为现在利用该二端口网络的2×2导纳矩阵来消去I项:代入式可得源a和b是相互独立的,所以电压V1a,V1b,V2a和V2b可以取任意值。

互易网络及其互易定理简介

图4.1中除端口1和端口2外,其他多端平面上都设置了短路,这个任意网络是互易的(无有源器件、铁氧体等离子体)。现在令网络中某处有两个独立源a和b,它们产生了从内到外的场Ea,Ha和Eb,Hb,根据互易定理可以得到

式中,S是沿网络边界并经过所有端口的端平面的封闭曲面。若网络和传输线的边界壁是金属,则在壁上就有Etan=0(假设是理想导体),若网络或传输线是开放性结构,如微带或槽线,则可把边界设置在离线足够远处,这样Etan就可以忽略不计。而式(4.8)的积分的非零部分仅来自端口1和端口2的截面积。

源a和b产生的场可在端平面上算出:

式中,e1,h1和e2,h2分别是端口1和端口2的横向模场,而V和I是等效电压和电流(如E1b是源b产生的在端口1的端平面t1上的横向电场)。把式(4.9)的场代入式(4.8),可得

式中,S1和S2是端口1和端口2的端平面上的截面积。

将式(4.9)和表示横电场的公式比较得

这将式(4.10)简化为

现在利用该二端口网络的2×2导纳矩阵来消去I项:

代入式(4.12)可得

源a和b是相互独立的,所以电压V1a,V1b,V2a和V2b可以取任意值。而为了使式(4.14)对任意选择的源都满足,就必须有Y12=Y21。又因为标为1和2的端口是任意选择的,于是得到普遍性的结果:(www.daowen.com)

若Y是对称矩阵,则它的逆矩阵Z也是对称的。

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