微波技术基础PPT课件第一部分传输线理论Ch09传输线计算机解

1、第 章传输线计算机解computation solutions for transmission line在应用在应用smithsmith圆图圆图6060多年的今天。计算机的飞速发展促多年的今天。计算机的飞速发展促成传输线成传输线cadcad的出现。换句话说，的出现。换句话说，smithsmith圆图的全部功圆图的全部功能都可以由能都可以由computer programcomputer program来实现。本讲主要讨论来实现。本讲主要讨论单枝节匹配和双枝节自动匹配。单枝节匹配和双枝节自动匹配。 一、并联单枝节匹配一、并联单枝节匹配 并联单枝节匹配的提法是：已知归一化负载阻抗并联单枝节匹配的

2、提法是：已知归一化负载阻抗 求传输线段距离和枝节长度求传输线段距离和枝节长度zrjxlll一、并联单枝节匹配具体见图所示。具体见图所示。 yinlalbyinyszyxlll=+j图图 9-1 单枝节匹配单枝节匹配 图上表示图上表示 一、并联单枝节匹配llllaabb/,/ 通过通过 时的阻抗时的阻抗 la。 zrjxjtj rjx tinllll()()1其中其中 ，也即阻抗变换公式，也即阻抗变换公式 tla tan2yzinx tjr trj xtgjbininllllinin()()11(9-1) 很容易得到很容易得到 grx tr t xtrxtrtrxtbr tx txtrxtinl

3、llllllllinlllll()()()()()()()()11122222222(9-2)并联枝节的匹配条件是并联枝节的匹配条件是 yyyjinins10(9-3) 也即也即gyjbinsin 1(9-5)一、并联单枝节匹配(9-4) 一、并联单枝节匹配解出解出 txrrxr rx rllllllll(),11112122 (9-6)和和 yx trxtxrxtsllllll 222221()()(9-7)同时得到同时得到 llab和一、并联单枝节匹配lttttatan ( )/tan ( )/1136001803600 (9-8) lyyyybssss tan/tan/113600118

4、036001 (9-9)利用上述公式编程并不困难。利用上述公式编程并不困难。 二、双枝节自动匹配 1. 问题的提法问题的提法：已知负载：已知负载 ，枝节间距，枝节间距zl若此负载能匹配，则给出若此负载能匹配，则给出 和和 lbla若此负载若此负载(处于死区处于死区)不能匹配，则程序自动加一段不能匹配，则程序自动加一段 ，使之能达到匹配。使之能达到匹配。ldmin其模型如图所示。其模型如图所示。yinyljb2jb1zlqlald图图 9-2 双枝节自动匹配模型双枝节自动匹配模型 二、双枝节自动匹配2. 求解模型求解模型 首先不考虑首先不考虑 ，认为，认为 已处于双枝节能匹配的区域已处于双枝节能

5、匹配的区域且把双枝节认为是一个网络且把双枝节认为是一个网络(network)，如图所示。，如图所示。 ldyl匹配网络mathing netyinyl图图 9-3 求解模型求解模型 二、双枝节自动匹配于是，双枝节可看成由两个并联导纳之间有一段传输于是，双枝节可看成由两个并联导纳之间有一段传输线段线段构成。其矩阵可以写出构成。其矩阵可以写出 cossinsincoscossinsin()cos()cos cossinajbjjjbbjj bbb bb101101112221121上面矩阵与负载无关。我们要求的即上面矩阵与负载无关。我们要求的即 和和 b1b2 根据匹配条件根据匹配条件ya yaa

6、 yajinll 2221121110(9-10) 二、双枝节自动匹配代入代入a参数，具体展开。作为技巧，我们暂时把参数，具体展开。作为技巧，我们暂时把 和和 作为未知数得到方程，其中作为未知数得到方程，其中 glblygjblllsin)1 (cos)( )sin(cos sinsincos sin )sin(cos2121121bbbbbbgbbgbllll(9-11)联立求解得联立求解得gbbbbbbbbll(cossin )sin(sin cos )(cossin )sin(cossin)(cossin )sin112122212122122(9-12) 二、双枝节自动匹配注意式注意式

7、(9-12)中中 的表示，由于的表示，由于 gl (cossin ) b120(9-13)可知可知 gl12sin(9-14) 这恰好是避开死区的条件，具体若这恰好是避开死区的条件，具体若 有有l 184, gl 2(9-15) 上面分析与图解法完全吻合。上面分析与图解法完全吻合。 二、双枝节自动匹配 case1. 满足匹配条件满足匹配条件 gldld(9-16) 于是有，于是有， 且且 ggbbllll , bgbg bbbll1221212211cossinsinsin cos(cossin)(9-17) 设设 ，则双枝节长度，则双枝节长度 xbxb112211 ,lx xx xatan

8、()/tan ()/12212236001803600 (9-18) 二、双枝节自动匹配lxxxxbtan ()tan ()11111136001803600 (9-19) case 2. 当当 不满足匹配条件，选择不满足匹配条件，选择 使使glldldzyxlll=+jygblll=+jglsin12(9-20)图图 9-4 二、双枝节自动匹配由图可知由图可知 ygjbjzlzjllllldldtantan1实部方程可解出实部方程可解出 tan()() sin(sin)sinlxrxrrrdllllll111222222(9-21) 以及虚部方程以及虚部方程 bxlrxlxrxllldlld

9、llldtan()tan(tan)222221(9-22)二、双枝节自动匹配dus input,rxll计 算 g bll,gl12sin计算 minldno yes 计算 b bllab12,计算 gbll12sin,return已知等效的已知等效的 ，再求，再求 和和 ygjblllb1b2图图 9-5 计算框图计算框图 附录 关于单枝节的模型处理在附录中，我们再研究一种单枝节匹配的模型处理方在附录中，我们再研究一种单枝节匹配的模型处理方法。前面已经讨论过由任意阻抗法。前面已经讨论过由任意阻抗 到纯阻到纯阻 的变换。的变换。 zyjxlll1/定理定理1 由任意阻抗由任意阻抗 变换到纯电阻

10、变换到纯电阻 的电的电长度长度为为zrjxlll/1r 121111tantanxrxrllllz yxlll= +jr=qr1图图 9-6 附录 关于单枝节的模型处理现在，再进一步讨论定理现在，再进一步讨论定理2 定理定理2由纯阻由纯阻 变换到指定导纳实部变换到指定导纳实部 的电长度的电长度1go tan()11ggoo且要求且要求 10g证明证明 以为以为 负载的负载的 一般公式是一般公式是1/yinjr1zl=ygbin0= +j图图 9-7 附录 关于单枝节的模型处理yjjjgjbinotantan(tan)tan()tantan11111222222由实部方程可得由实部方程可得 tan()11ggoo为确保根号内值非负，必须有为确保根号内值非负，必须有 1go同时也得到同时也得到 bggoo()()1附录 关于单枝节的模型处理有了上述两个定理，我们即可用模型法处理单枝节匹有了上述两个定理，我们即可用模型法处理单枝节匹配问题。对于匹配情况配问题。对于匹配情况 tan111b 定理定理3 对任意阻抗作单枝节匹配时对任意阻抗作单枝节匹配时 11121121111 tantantantan()xrxrllll附录 关于单枝节的模型处理其中其中()()()()11112222222