波導元件用空心金屬波導或空腔等製作的微波電路的基本功能部件。波導元件可以組成各種波導網路或連成各種微波電路，其作用與低頻下的電阻、電感、電容和諧振迴路等很相似，但大都是分布參數元件。通常波導只起傳輸微波信號或功率的作用，而波導元件則能控制所傳輸的微波信號或功率，完成波型變換、阻抗調配、頻率分隔或功率分配等各種功能。
基本介紹
- 中文名：波導元件
- 第一條：正文
- 第二條：特點
- 第三條：分類
特點,分類,
特點
波導元件的工作頻率一般在微波範圍，在微波這樣高的頻率下，低頻時的電壓、電流等不僅已經失去了原來的意義，而且根本無法直接去測量它，所以不能作為波導元件的基本參量來使用。從測量的角度來看，波導元件的基本參量是功率和頻率，其他參量如阻抗、導納、增益、衰減、品質因素等，一般可從所測得的基本參量導出。
波導元件可以按等效電路的“路”數（即元件的分支數或“端對”數）來區分；也可以按元件中所充物質的性質來區分；還可以按元件的用途來區分。表中所列為主要的波導元件。但從使用的角度來看，其中不少元件往往兼有幾種用途，很難截然劃分。
波導元件一般有兩個以上的連線埠，通過某種不均勻性或某種耦合機構來控制電磁波，即對電磁波進行各種變換。常用的不均勻性有波導階梯（波導截面尺寸突然改變）、膜片、銷釘和諧振窗等；常用的耦合機構有耦合小孔、裂縫和耦合環等焊在波導的端面，用於延伸或插入元件，使波導或波導元件互相連線。法蘭有平法蘭和抗流式法蘭兩種。①平法蘭：靠兩個法蘭平滑表面的機械接觸而連線；②抗流式法蘭；端面切出四分之一波長深的抗流槽，槽口距波導內壁也是四分之一波長，也就是槽底距波導內表面為二分之一波長。這樣即可在機械接觸處造成電流波節，即使在兩波導端面間略有間隙或錯扭，其間仍會呈現短路電抗，達到對直流開路、對射頻短路的微波耦合。
分類
彎波導和扭波導
在雷達或波導幹線中常採用彎波導，以便按要求的角度改變波導的方向。在電場平面內彎曲的波導稱為 E面彎波導（圖2a），在磁場平面內彎曲的波導稱為H面彎波導（圖2b）。使用扭波導（圖2c）可以改變傳輸波型的極化平面而保持波導的原方向不變。波導彎曲或扭轉部分的截面略有變形就會使傳播常數與未變形波導有所不同，從而引起失配。為使失配影響最小，彎波導或扭波導的長度可選為半波長的整數倍。
軟波導
在波導線路中的某些位置有時採用彎波導或扭波導等作剛性連線不很方便，則可採用軟波導，以起“軟關節”連線的作用。它在饋線系統中還能調節因溫度變化引起的饋線伸縮，對振動、轉動起緩衝和穩定作用，使傳輸線路有一定的靈活性。軟波導常用波紋金屬管制成，其截面形狀有圓、橢圓和矩形等，其中橢圓軟波導也常作為主饋線使用。
阻抗變換元件
最基本的波導電抗單元有波導階梯、膜片、銷釘和螺釘等。波導中的不均勻性類似於能量存儲器。膜片配置於波導橫截面上，有對稱、不對稱和單片等型式。電容膜片可存儲電能，等效電納為容性。電感膜片和銷釘可存儲磁能，等效電納為電感性。螺釘是可調電抗性元件，調節插入波導的深度可使電納從電容性到電感性連續改變。但螺釘插入過深會引起損耗、擊穿和打火等現象，因而這種可調螺釘一般只作為可調容抗元件使用。
波導接頭
在眾多的波導元件之中，各種類型的波導接頭常常起核心作用。它可以將多個波導元件連線在一起構成微波電路，使電磁波的幾種波型的功率按一定比例關係分配在各種元件之間。由波導元件連線成的微波電路不僅取決於它所包含的元件及其連線方式，還與接頭的幾何結構有關。
