第3章 长线阻抗匹配.ppt

3 1匹配的基本概念 一 微波传输系统主要技术指标 理想微波传输系统 信号源向传输线给出最大功率且全部被负载吸收 二 信号源的共轭匹配 三 阻抗匹配 方法 在负载与传输线之间接入匹配装置 在匹配装置处的Zin Z0 传输线的特性阻抗 实质 人为产生一反射波 与实际负载的反射波相抵消 定义 负载吸收全部入射功率 无反射 条件 3 2电抗元件 一 终端短路线 长度为l 终端短路的均匀无耗传输线输入端导纳为 电感电容 二 波导膜片 电感膜片电容膜片 三 波导螺钉 3 3分支阻抗调配器 分支阻抗调配器是在距离负载某固定位置上并联或串联终端短路或开路的传输线段构成 一 单分支阻抗调配器 单分支调配器是在距离负载d处并联长度为l的终端短路或开路的短截线构成 调节变量 d l 并联支节 由负载阻抗经d距离变换后 在B点的导纳Y Y0 jB 如支节的电纳为 jB 达到匹配 1 调配原理 匹配时 而终端短路线只提供电纳 故 即D点必须落在匹配圆上 调节d 即短路线提供的电纳恰好抵消的虚部 调节l 2 调配过程 1 计算归一化负载导纳 在导纳圆图上找到对应点A 2 由A点起沿等圆顺时针转动波长数到匹配圆上D 3 查得D点的归一化输入导纳的虚部 4 调节终端短路线长度l使 3 讨论 1 走两条路径 A 终端 D E 匹配点 2 两套方案 2个交点 A D E终端短路线提供感性电纳以抵消容性虚部 A C E终端短路线提供容性电纳以抵消感性虚部 例 Z0 50 ZL 25 j75 无耗线 求单支节短路并联匹配的位置d和长度l 同时 负载导纳yL经d的距离后应为y1 1 jb2 解 归一化负载阻抗 阻抗圆图上此点 相应的归一化负载导纳为 yL 0 2 j0 6 其对应的向电源波长数为 0 412 由yL沿等圆顺时针旋转与g 1的圆交于两点 波长数为0 192 波长数为0 308 支节的位置为 短路支节的归一化输入电纳为 求短路支节的长度 短路时yL2 位于实轴右端点 lL2 0 25由此点至支节归一化电纳点 y2或y2 顺时针所旋转的波长数即为短路支节的长度 在上面两个解中一般选取较短的一对 二 双分支阻抗调配器 单支节调配器中因要求d可调 对于同轴线 波导等结构中较难调 故常采用双支节调配器 一般为并联支节 两支节之间的距离d 8 4 3 8 注意不能选取 2 不可调 两支节长度为l1和l2 可调节 1 调配原理 3 为使d落在匹配圆上 必在辅助圆上 辅助圆上的点沿等反射系数圆顺时针转动波长数到达匹配圆上 4 5 c点为圆与辅助圆的交点 由此可查调 即可使在辅助圆上 2 调配过程 1 画出辅助圆 即将匹配圆逆时针转波长数 2 给定 在圆图上找到对应点a 沿等反射系数圆顺时针转波长数可得b点 可查得 3 找到圆与辅助圆的交点c或c 查出或 可得或 4 自c 或c 点 沿等反射系数圆顺时针转波长数到匹配圆上的d点 或d 点 查得对应的归一化输入导纳值或 5 取或取 最后实现主线匹配 3 讨论 1 两套方案 两个交点 2 四段路径 a b c c d d e 3 不可调配区 圆与辅助圆无交点 例 Z0 100 ZL 50 j100 第一支线距终端负载为 支线长度为l1 第二支线与第一支线相距 支线长度为l2 求双支节短路并联匹配的两支线长度l1和l2 3 4阶梯阻抗调配器 一 单节四分之一波长阻抗变换器 则 4线的特性阻抗应为 如果负载为ZL 复数 则1 可在 4变换器与负载之间加上一段移相线段 使变换器在主线的电压波腹点或波节点接入 此处为纯电阻 腹点接入 节点接入 2 或在负载处并联适当的终端短路线 使短路线的输入导纳与负载导纳的虚部相抵消 先变成实阻抗 再进行阻抗变换 频率特性 对单一频率 单节四分之一波长阻