微波技术与天线 传输线

1、微波技微波技术与术与天天线线第五第五讲传输线讲传输线理理论论-III微波技术与天线-第二章传输线理论zGUGz0zGGzLLzLa1b1微波技术与天线-第二章传输线理论1、负载与传输线匹配负载能全部吸收由传输线输送过来的功率0ZZin0l1SWR2、源与带负载的传输线匹配ZZgin负载可能不匹配，即传输线上可能有驻波0总反射系数ginRR ginXX微波技术与天线-第二章传输线理论3、共轭匹配*ginZZ信号源传送给负载的功率最大功率最大。 意义： 在某些情况下，失配线上多次反射的功率可能是同相叠加的，从而使向负载传输的功率要大于传输线上无反射时所传输的功率。微波技术与天线-第二章传输线理论b

2、G信号发生器双口网络a1b11bGbG1GbG1 G22bG1 G2bG1G一般情况下,负载与信号源是不匹配的,需增加一个双端口网络,与负载组合起来形成一个等效负载。 目标是寻求等效负载与信号源的匹配条件。设：入射波幅度a1,反射波为b1等效负载的反射系数为L=b1/a信号发生器发出的波幅为bG考虑无穷多次反射以后，反射波为LGLGGLGLLGbbbb1121a1=bG+b1G微波技术与天线-第二章传输线理论提供给负载的功率为 PL=|a1|2-|b1|2=|a1|2(1-|L|2) 2221)1 (GLLGLbP最大功率传输,必须满足*GL221GGbP把前面2式代入得到微波技术与天线-第二

3、章传输线理论1.负载与传输线的匹配lLLZRjX 归一化归一化lLLzrjx 匹配匹配1lz 匹配目标匹配目标10LLrx从圆图上看，就是从负载阻抗出发，沿特定圆旋转从圆图上看，就是从负载阻抗出发，沿特定圆旋转后达到后达到圆心圆心！微波技术与天线-第二章传输线理论1.负载与传输线的匹配例例 f500MHz，用一个，用一个L节匹配网络，使节匹配网络，使ZL200j100的的RC串联负载匹配与串联负载匹配与100 传输线匹配。传输线匹配。1、归一化负载阻抗、归一化负载阻抗21Lzj0()LRZ2 2、在圆图、在圆图 内内1jx分析：分析：微波技术与天线-第二章传输线理论1.负载与传输线的匹配基本目

4、标：基本目标：1Lz 基本思路：基本思路： 通过通过jB使归一化负载阻抗使归一化负载阻抗实部实部变为变为1；通过；通过jX使归一化负载阻使归一化负载阻抗抗虚部虚部变为变为0。 即：先找到负载的导纳，旋转到等电导圆即：先找到负载的导纳，旋转到等电导圆1+jx上；再找出该点上；再找出该点对应的阻抗点；最后沿等电阻圆旋转到匹配点。对应的阻抗点；最后沿等电阻圆旋转到匹配点。微波技术与天线-第二章传输线理论1.负载与传输线的匹配第第1 1步：定位步：定位 归一化阻抗归一化阻抗LzLzLy0.3j等电导圆等电导圆 1jxC第第2 2步步：反演关系找到反演关系找到导纳导纳Ly第第3 3步步：将将 沿沿电阻圆

5、电阻圆旋转旋转-jB为纯电抗，将为纯电抗，将 变换到等电导圆变换到等电导圆1+jx上。上。LyLy微波技术与天线-第二章传输线理论1.负载与传输线的匹配0.7jLzLy0.3j匹配匹配点点1.2j等电导等电导 圆圆1jxDC1.2j第第4 4步：做步：做C点关于圆心对称的点，点关于圆心对称的点，到到等电阻圆等电阻圆1+jx上的上的D点。点。0ZjXjBLZD第第5 5步步：从从D出发沿出发沿电阻圆电阻圆旋转旋转jX为纯电抗，到达圆心。为纯电抗，到达圆心。b=0.3x=1.2微波技术与天线-第二章传输线理论1.负载与传输线的匹配同理得到另外一组解（紫色）同理得到另外一组解（紫色）第一组解第一组解

6、020.31fCbZ00.92 pF2bCfZ021.2fLxZ038.8 nH2xZLf第二组解第二组解046.1nH2ZLfb012.61 pF2CfxZ70210.bYfL21210.xZfC微波技术与天线-第二章传输线理论1.负载与传输线的匹配并联jB，D点的输入导纳只能有虚部发生变化。故D点之后电路，即ZL与jX串联后的归一化输入导纳只能在1+jx圆上，其归一化阻抗必在旋转后的1+jx圆上D等电导圆等电导圆1jx等电阻圆等电阻圆LyD微波技术与天线-第二章传输线理论1.负载与传输线的匹配第第1 1步：定位步：定位 归一化阻抗。归一化阻抗。Lz第第2 2步：从步：从 出发，沿电阻圆旋转

7、到等电导圆出发，沿电阻圆旋转到等电导圆1+jx的交点，电的交点，电抗部分的变化即为归一化抗部分的变化即为归一化jX的值。的值。Lz第第3 3步：利用反演关系得到步：利用反演关系得到jX与与ZL串联后的归一化导纳串联后的归一化导纳 必在必在1+jx圆上。圆上。Ly第第4 4步：从步：从 出发沿电导圆旋转到圆心（匹配点），完成匹配。读出出发沿电导圆旋转到圆心（匹配点），完成匹配。读出电抗元件归一化的电抗电抗元件归一化的电抗/电纳值，反归一化。电纳值，反归一化。Ly微波技术与天线-第二章传输线理论1.负载与传输线的匹配微波技术与天线-第二章传输线理论1.负载与传输线的匹配微波技术与天线-第二章传输线

8、理论1.负载与传输线的匹配微波技术与天线-第二章传输线理论1.负载与传输线的匹配微波技术与天线-第二章传输线理论1.负载与传输线的匹配微波技术与天线-第二章传输线理论1.负载与传输线的匹配微波技术与天线-第二章传输线理论1.负载与传输线的匹配微波技术与天线-第二章传输线理论1.负载与传输线的匹配微波技术与天线-第二章传输线理论2.分布参数匹配电路-单枝节匹配器单枝节匹配器并联并联单枝节的基本思想：单枝节的基本思想：选择选择长度长度d，使得距离负载，使得距离负载d处，处，输入导纳为输入导纳为Y0jB的形式，实现的形式，实现实部实部匹配；然后选择短截线的匹配；然后选择短截线的长长度度l，使其输入电

9、纳为，使其输入电纳为jB（枝（枝节特性导纳为节特性导纳为Y0），实现，实现虚部虚部匹匹配，即达到匹配的条件。配，即达到匹配的条件。 问题核心问题核心求解短截线距离求解短截线距离负载的负载的距离距离d和和短截线长度短截线长度l。微波技术与天线-第二章传输线理论2.分布参数匹配电路-单枝节匹配器单枝节匹配器微波技术与天线-第二章传输线理论2.分布参数匹配电路-单枝节匹配器单枝节匹配器串联串联单枝节的基本思想：单枝节的基本思想：选择选择长度长度d，使得距离负载，使得距离负载d处，处，输入阻抗为输入阻抗为Z0jX的形式；然后的形式；然后选择短截线的选择短截线的长度长度l，使其输入，使其输入电抗为电抗为

10、jX（枝节特性阻抗为（枝节特性阻抗为Z0），即达到匹配的条件。，即达到匹配的条件。注：不论对于并注：不论对于并/串联形式，在串联形式，在负载阻抗、距离负载阻抗、距离d相同的条件下，相同的条件下，开路或短路短截线的长度相差开路或短路短截线的长度相差/4！微波技术与天线-第二章传输线理论2.分布参数匹配电路-单枝节匹配器单枝节匹配器微波技术与天线-第二章传输线理论2.分布参数匹配电路-单枝节匹配器单枝节匹配器求出短截线电纳求出短截线电纳SBB 开路线：开路线：01,tantanLininZZZzjljl 0tanSBlY00011arctanarctan22slBBYY短路线：短路线：00,tantanLininZZjZlzjl01tanSBlY0011arctanarctan22sslYYBB微波技术与天线-第二章传输线理论例题（p46例题2.6）2.分布参数匹配电路-单枝节匹配器单枝节匹配器虽然单株线总能实现负载匹配虽然单株线总能实现负载匹配, ,但位置但位置随负载而定随负载而定, ,不可调不可调, ,不方便。不方便。LzyL0