阻抗匹配介绍word版本

1、阻抗匹配介绍一、匹配网络特性 EZinZgZlZin匹配网络mathing Net图图 8-2 8-2 匹配网络匹配网络 容易导出容易导出 Za Zjaja Zalgg22122111*一、匹配网络特性 也即也即 另一方面另一方面 由网络输出端向电源看，计及由网络输出端向电源看，计及Za Zjaja Zalgg*22122111UIAAAAUI2211122122111Zin匹配网络mathing NetZg-I1-I2图图 8-3 8-3 匹配网络匹配网络 (8-4)(8-4)一、匹配网络特性 和和( (上面已应用了网络互易条件上面已应用了网络互易条件) )可知可知 AAAAAAAA1112

2、2122122122111UA UAIIA UAI22211212211111()()()ZUIZUIZinlg/ (),/ (),2211 (8-5)(8-5)Z ina Zjaja Zagg22122111考虑到，考虑到， 可知可知一、匹配网络特性 对比式对比式(8-4)(8-4)和和(8-5)(8-5)马上得到匹配网络定理马上得到匹配网络定理如果网络是一段特性阻抗为如果网络是一段特性阻抗为Z的传输线，则的传输线，则 可达到无反射的行波匹配。也分别称为电源和负载的可达到无反射的行波匹配。也分别称为电源和负载的阻抗匹配。阻抗匹配。 需要注意：匹配的概念与匹配区域相关，以后将需要注意：匹配的概

3、念与匹配区域相关，以后将清楚看到，在匹配区域外，实际上是存在反射波的。清楚看到，在匹配区域外，实际上是存在反射波的。 ZZinl*ZZZZgl00(8-6)(8-6)一、匹配网络特性 EZ =Zg0Z0Z =Zl0图图 8-4 8-4 阻抗匹配阻抗匹配 二、电阻性负载匹配 阻抗匹配大致分成两类：电阻性负载匹配和任意阻抗匹配大致分成两类：电阻性负载匹配和任意负载匹配。电阻性负载指的是负载匹配。电阻性负载指的是Zl=RlZ，最常见的是最常见的是采用采用 线匹配，有线匹配，有 容易得到匹配段的特性阻抗容易得到匹配段的特性阻抗 再次注意到：只有匹配区才无反射波。再次注意到：只有匹配区才无反射波。 ZZ

4、RZinl020ZR Zl0014(8-7)(8-7)(8-8)(8-8)二、电阻性负载匹配 Z0Z0Z =Rlll/4匹配区外匹配区图图 8-5 8-5 匹配段匹配段 定理定理 电抗性阻抗电抗性阻抗 ZRjZlll 121010tantanXZRXZRllll14通过通过(8-9)(8-9)二、电阻性负载匹配 变换成纯阻变换成纯阻 RZRZZRZZRZZRZZlllllllll()()()()0220220220220图图 8-6 8-6 Z0Z =R +jXlllR l因为这个问题前面已经讨论过，此处不再证明。因为这个问题前面已经讨论过，此处不再证明。 (8-10)(8-10)三、电抗性负

5、载匹配 这里的电抗性负载匹配指的是直接用传输线段和这里的电抗性负载匹配指的是直接用传输线段和并联支节匹配带电抗性负载并联支节匹配带电抗性负载( (Note，不是纯电抗不是纯电抗) )。 1. 1. 单枝节匹配单枝节匹配 匹配对象：任意负载匹配对象：任意负载 其中其中 调节参数：枝节距负载距离调节参数：枝节距负载距离d 和枝节长度和枝节长度l。 分析枝节匹配的方法均采用倒推法分析枝节匹配的方法均采用倒推法由结果推由结果推向原因向原因。 Zrjxlllrl 0三、电抗性负载匹配 另外，由于短路枝节并联，我们全部采用导纳更另外，由于短路枝节并联，我们全部采用导纳更为方便。为方便。 结果要求结果要求

6、并联网络关系有并联网络关系有 Yjin100.YYYinisinYjbYjbinin 1YgjblllYjbin 1g 10 .(8-11)(8-11)(8-12)(8-12) 利用利用 和系统的和系统的|不变性，沿等不变性，沿等|圆转圆转到到 。专门把。专门把 的圆称为匹配圆。的圆称为匹配圆。三、电抗性负载匹配 ldYBin=1+jYin=1YBin=-jYBll= +Gl图图 8-7 8-7 单枝节匹配单枝节匹配 单枝节匹配通常有两组解。单枝节匹配通常有两组解。 三、电抗性负载匹配 例例1 1Z=50的无耗传输线，接负载的无耗传输线，接负载Zl=25+j75 采用并联单枝节匹配采用并联单枝

7、节匹配 图图 8-8 8-8 ir00.00.60.4120.3080.192匹配圆向电源ZlY1Y1Yl三、电抗性负载匹配 1. 1. 负载归一化负载归一化 2. 2. 采用导纳计算采用导纳计算 ( (对应对应0.412)0.412)3. 3. 将将 向电源向电源( (顺时针顺时针) )旋转，与匹配圆旋转，与匹配圆( (g=1) )相交相交两点两点4. 4. 求出枝节位置求出枝节位置Zjl0515.Yjl0206.YlYjYjll1220192122.(.). (0.308) 对应对应)(396. 0308. 0088. 0308. 0)412. 05 . 0()(280. 0192. 00

8、88. 0192. 0)412. 05 . 0(21dd三、电抗性负载匹配 5 5短路枝节长度短路枝节长度 由于短路表示由于短路表示 ，且是电抗，所以要看单位，且是电抗，所以要看单位外圆，如图外圆，如图8-98-9所示。所示。 ir00.0向电源l2l10.1820.3180.25Y1Y1Yl图图 8-9 8-9 Yl 三、电抗性负载匹配 ll120318025006802501820732.( ).( )共有两组解答，一般选长度较短的一组。共有两组解答，一般选长度较短的一组。 2. 2. 双枝节匹配双枝节匹配 刚才已经注意到：单枝节匹配中枝节距离刚才已经注意到：单枝节匹配中枝节距离d是要是要

9、改变的，为了使改变的，为了使主馈线主馈线位置固定，自然出现了双枝节位置固定，自然出现了双枝节匹配。匹配。 双枝节匹配网络是由两个可变并联短路枝节，中双枝节匹配网络是由两个可变并联短路枝节，中间有一个已知固定距离间有一个已知固定距离d=1/8（个别也有个别也有1/4或或3/8）构成。构成。 三、电抗性负载匹配 匹配对象：任意负载匹配对象：任意负载 调节参数：双枝节长度调节参数：双枝节长度l和和l 分析的方法同样采用倒推法，假定已经匹配，则分析的方法同样采用倒推法，假定已经匹配，则十分明显，十分明显， 在匹配圆轨迹。通过传输线在匹配圆轨迹。通过传输线 ( (也即向也即向负载方向转负载方向转90)

10、)，构成，构成 轨迹。轨迹。( (在双枝节匹配中在双枝节匹配中, , 专门称为辅助圆专门称为辅助圆) )。 Zrjx(r)llll 0YjYjbYjbb 10013242.Y3/ 8YaYa三、电抗性负载匹配 YgjbYYjbl12 也即按等也即按等 圆旋转到辅助圆上，由此算出圆旋转到辅助圆上，由此算出 。 Yjb2 YbY3YaY1YlY2Y4l2l1d=81l图图 8-10 8-10 双枝节匹配双枝节匹配 g三、电抗性负载匹配 ir0辅助圆Y3轨迹Ya轨迹匹配圆图图 8-11 8-11 双枝节辅助圆双枝节辅助圆 三、电抗性负载匹配 例例2 2 解决如图的特殊双枝节匹配。解决如图的特殊双枝节

11、匹配。 ll88l2l1Z =jl100+ 50 Z=50 图图 8-12 8-12 解解 1. 1. 采用采用Z=50的归一化的归一化Zjl21三、电抗性负载匹配 2. 2. 并联枝节应用导纳处理并联枝节应用导纳处理3. 3. 通过通过/8/8距离距离( (向电源方向向电源方向) )4. 4. 按等电导圆交辅助圆于按等电导圆交辅助圆于 ( (本来应该有两个解，这里只讨论其中一个本来应该有两个解，这里只讨论其中一个) )。 则可得则可得 Yjl0402.Yj105050088.(.) 对应YaYjYYa0501412.Yjjj2014050036 .l104450250195( .).三、电抗

12、性负载匹配 5. 5. 由由 向负载向负载9090与匹配圆交于与匹配圆交于 YjYYYb344107210.Yj4072 .155. 0)25. 0405. 0(2lYaY3另一组解这里未作讨论另一组解这里未作讨论。于是于是三、电抗性负载匹配 ir0Y1YaY30.088图图 8-13 8-13 三、电抗性负载匹配 3. 3. 关于关于“死区死区” 双枝节的一个主要问题是，对于某些负载双枝节的一个主要问题是，对于某些负载 无法无法匹配，即所谓匹配，即所谓“死区死区”问题。具体问题。具体 若，则若，则 2 2 则无法匹配。一般地则无法匹配。一般地 是是“死区死区”。d / 8glgdl12sin

13、Y1(8-13)(8-13)(8-14)(8-14)三、电抗性负载匹配 对于双枝节对于双枝节 ，而，而 是纯电纳。因此，是纯电纳。因此， 和和 有共同的电导有共同的电导g。换句话说，换句话说， 和和 在一个等电在一个等电导圆上。另一方面，导圆上。另一方面， 又必须在辅助圆上。这就从又必须在辅助圆上。这就从反面表明：如果等电导圆不与辅助圆相交，即此类反面表明：如果等电导圆不与辅助圆相交，即此类负载无法用双枝节匹配。负载无法用双枝节匹配。若以若以 为例，几何关系有为例，几何关系有 12112222() rrYYYa122YaYY1Y1YaYad / 8(8-15)(8-15)其中，其中，r是是“死

14、区死区”圆的半径。圆的半径。三、电抗性负载匹配 很易得到很易得到rg1113ir0死区A2211(1- )rrg图图 8-14 “ 8-14 “死区死区”问问题题 g g=2=2显然显然(8-16)(8-16)PROBLEMS 8 一、一、 无耗同轴线的特性阻抗为无耗同轴线的特性阻抗为50W，负载阻负载阻抗为抗为100W，工作频率为工作频率为1 000 MHz，今用今用 /4线进行线进行匹配，求此匹配，求此 /4线的特性阻抗和长度。线的特性阻抗和长度。 二二、 无耗双导线的归一化负载导纳无耗双导线的归一化负载导纳yL为为(1) 0.45+j0.2；(2)0.45+j0.2，求支节的长度应是多少。求支节的长度应是多少。 PROBLEMS 8 三、在特性阻抗三、在特性阻抗600W的无耗双导线上测得的无耗双导线上测得|Vmax|=200V，|Vmin|=40V，dmin=0.15l，求求ZL；今用短今用短路支节进行匹配，求支