毫米波雷达组件#1
后续将整个毫米波雷达系统拆分出来（主要集中在民用领域），对整个产品做一些局部分析，尤其关注天线及硬件的一些原理和设计方案，和大家讨论交流。能力有限，非常期待各位读者朋友的改善建议和指导。
在雷达、导航、卫星通信、电子对抗、5G 等军用和民用领域无线通信行业中，大多数采用波导天线（图1）。优势在于功率容量大，辐射效率高，有利于雷达的轻量化设计。
在波导天线中，，为方便加工和布阵，常采用多层结构，常规的有散热层，馈电网络层，耦合腔体层以及辐射缝隙层等（图2）。考虑到面阵的布阵需要，馈电网络层中需要对功率进行指定比例的分配，因此波导功分器作为无线系统中重要的无源器件，性能就比较关键。作为细化分支，本期将简要介绍馈电网络层中的一些波导转换接头的基本理论及仿真验证。
在主波导的宽壁中心开槽，将分支波导接入主波导中，就形成了E-T接头的三端口元件。另主波导的两个壁分别为1端口和2端口，分支波导为3端口，从结构图上可以看出分支波导的宽壁是与主波导传输的TE10模的电场方向所在的平面平行的。如果把主波导等效成平行双线的话，那么分支波导就等效为串联在平行双线中的一段开路线。等效电路可以看成是一段串联阻抗，其中阻抗Z等于分支传输线的输入阻抗。
E-T接头模型及等效电路
将E-T接头看成一个三端口网络，用散射参量来表示如下：
E-T接头中TE10模的电场分布
根据上图E-T接头中TE10模中的电场分布可知，
a.当信号从3端口输入时，端口1和端口2有等幅反向输出。当TE10模从端口3输入时，电场方向为从左到右，在接头处，电力线发射畸变并产生分裂，在1端口，电力线方向是由上至下分布，而在端口2是由下往上分布的。根据结构对称，端口1和端口2等幅反相输出。即当输入Ui3≠0时，有Ur1=-Ur2。根据散射参量方程，当Ui1=Ui2=0时，S13=Ur1/Ui3，S23=Ur2/Ui3，则可以得到S13=-S23。
b.由于端口1和端口2在结构上对称，故有S11=S22。
P2：矩形波导中的H-T接头
主波导的两个端口为1和2，3为分支波导，如果将主波导等效为平行双线的话，那么分支波导就等效为并接在平行双线中的一段开路分支，因此等效电路可以看成是一段并联电纳。
H-T接头中TE10模的电场分布
矩形波导的H-T接头具有下列特性：
当信号从3端口输入时，则端口1和端口2有等幅同相输出。当TE10模从3端口输入时。电场垂直于屏幕向外，在接头处仍然垂直向外，在1、2端口，TE10模输出电电场仍然垂直向外，用散射参量表示则有，S13=S23。 由于端口1和端口2在结构上对称，有S11=S22。 当信号由端口1和端口2等幅同相输入时，端口3的输出最大，此时，端口3的对称面处为电场波腹点。反之，当信号由端口1和端口2等幅反向输入时候，3端口对称面为电场波节点。
（a）等幅同相输入（b）等幅反向输入
P3：普通双T接头
H-T结构如上图所示。在主波导侧壁开槽，将分支波导接入其中，就形成H-T接头，仍然为一个3端口元件。一般把E臂称为3端口，H臂称为4端口，1和2端口又称为平分臂，3和4端口又称为隔离壁。
普通双T接头特性;
1. 当信号以TE10模从端口3（E臂）输入时，端口1和端口2是等幅反向输出，端口4（H臂）无输出，这是因为E臂和H臂的TE10模的电场是空间正交的，他们不可能互相激励。
端口3输入，端口1和端口输出的电场分布
2. 当信号以TE10模从端口4（H臂）输入时，端口1和端口2输出等幅同相位波，端口3（E臂）无输出。这是因为E臂和H臂的TE10模的磁场是空间正交的，他们不可能相互激励。
端口4输入，端口1和端口2输出的电场分布
3. 当从端口1和端口2同时输入等幅同相信号时候，端口4有信号输出，端口3无输出。
端口1和2等幅同相输入的电场分布
4.若端口1和端口2同时输入等幅反相信号时，端口3有输出，而端口4无输出
端口1和2等幅反相输入的电场分布
对于普通的波导双T接头，由于连接处结构突变，即使双T各臂均接匹配负载，接头处也会产生反射，为了消除反射，通常在接头处加入匹配元件（如螺钉、膜片或椎体等），就可以得到匹配的双T。由于接入了匹配元件，导致S33和S44=0。匹配双T为无耗可逆四端口网络，由散射参量满足的一元性：散射参量矩阵和其共轭矩阵乘积为单位阵.
