什么是衰减器？
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发布时间：2023-06-29 09:51:58
在微波的学习中，大家会看到很多关于“电阻”的东西，比如微波传输线的特性阻抗，负载阻抗，天线阻抗，也经常会用到50欧姆，120欧姆。到底这个和我们电路里面用到的电阻有什么区别呢？
我们测试常用到的匹配负载，失配负载，衰减器，到底是个什么东西?为什么微波传输过去，功率就没了？微波功率到底去哪了？大功率负载和大功率衰减器身上为什么长那么多片片？
你也许知道答案，但是我们今天试着从源头去解答一下这些问题，一起看一下微波工程中的那些电阻性的元件。
微波负载和衰减器其实就相当于电路中的电阻的作用，用来吸收微波功率。衰减器是用来控制微波传输线中传输功率的装置，通过对电磁波的吸收，反射或者截止来降低微波能量，通常用在微波大功率的测试中，用来保护测试仪器。匹配负载实质上也是一种衰减器，相当于一个单端口衰减器，通过无反射的吸收传输到终端的全部功率来保持传输线中的行波状态。
吸收式衰减器是在矩形波导中加入吸收片，通过吸收片吸收微波能量来实现衰减的作用。吸收片是一种涂有吸收层的渐变刀型或者两端呈尖劈状的介质片。吸收片做成刀型或者尖劈形，这样可以使波导的等效阻抗逐渐变化，以减少对输入信号的反射，是阻抗匹配的一种方法。
下图来自于参考1，给出了常见的吸收式衰减器的构造。图a给出了吸收片插入深度可调的刀型衰减器，图b给出了吸收片固定的固定衰减器，图c给出了吸收片沿着波导宽边方向可移动的可调衰减器。吸收片的设置与矩形波导中的主模H10电场线平行，吸收片上有电流流过，使电磁能转换成热能，构成微波功率的衰减。
下图给出了常见的极化衰减器的结构图，极化衰减器有三段组成，两端分别为平行于波导宽壁放置吸收片的固定的矩形——圆形过度波导段和圆形——矩形过度波导段，中间一段为内部放置吸收片2 的传输H11模的圆波导，吸收片可以与中间的圆波导一起旋转，吸收片的旋转角度不同，衰减量也不同。当三段吸收片足够大时，衰减器的衰减量只与吸收片的旋转角度相关，可作为标准可调衰减器使用。
顾名思义，截止式衰减器是利用波导的截止特性来做的。波导的截止特性如下图所示，故波导本身就是一款天生的高通滤波器。
下图就是一款截止式衰减器。截止衰减器的主体部分是一个工作在截止状态的圆波导，可通过选择圆波导的直径来确定截止频率。
匹配负载是一种接在传输线系统终端的单端口微波元件，能够无反射的吸收入射波的全部功率。下图式一种矩形波导匹配负载，通过内置吸收片的来吸收微波能量。吸收片的存在对波导来说引入了一种不连续性，为了减少反射，吸收片的形状也推荐为刀型或者尖劈型，其长度为二分之一工作波长的整数倍，这样，吸收片在斜面上的没一点引起的电磁波 反射都能够被与其相距四分之一波长的反射波相互抵消，使得波导系统匹配良好。
不难看出，微波衰减器或者匹配负载，就是用了这个吸收片来吸收电磁波能量，实现衰减或者全部吸收的目的。吸收片上涂的通常是石墨或者镍铬合金。
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