微波技术：第2章 长线理论7

1、园图的应用 园图是微波工程设计的重要图解工具，广泛应用于阻抗、导纳、匹配及元部件的计算和分析。阻抗、导纳园图常用于以下问题的计算： 1. ZL 、lmax、lmin、Zin 。 2. 、lmin ZL 或 Zin(l) ZL 。 3. Z Y 。 4. YL、Yin 最短 l 。 5. 由Z0、ZL 进行阻抗匹配运算。 1. 已知负载 ZL 求反射系数 、驻波比 、电压波腹点、波节点的位置 、 ，或求线上某处的输入阻抗Zin 。 例1. 无耗线的负载 ZL=50+j50，传输线特性阻抗Z0=50 ，工作波长 =5cm。求 、 、lmax、lmin、 和K；求离负载 l=1.25cm处的输入阻抗

2、Zin 。lZLz0Z011OA= 2.6K=0.380.250.5B0.50.5 阻抗圆图例 1 示意图0 (2) 以O为园心、线段OA为半径的园即等 园，其与正实轴的交点的读数为：等 G 园与负实轴的交点的读数为：(3) 求G2 、G(z)： (4) 求 lmax、lmin A点沿等 G 园顺时针(向波源)方向转至正实轴(电压波腹线，电刻度0.25)，得： A点沿等 G 园顺时针方向转至负实轴(电压波节线，电刻度0.5)，得： (5) 求 Zin(1.25cm处) A 点沿等 G 园顺时针方向转 0.25 (半圈) 至 B，B 即Zin(1.25)的对应点，B的读数为： 2. 已知线上驻波

3、比 r 及电压波节点位置 lmin (称为“驻波相位”) 或已知线上某处的输入阻抗，求负载阻抗 ZL 。 例 2 . 已知Z 0=50W的同轴线，r =1 .5，驻波相位 lmin=10mm , 相邻两波节点之间距离为50mm ，求负载阻抗ZL 。Z0ZLz0l/2lmin 解 (1) 相邻两波节点之距为l/2，故 l=250=100mmABC00.11.50.25 (2) 在阻抗圆图正实轴上找到 r =1.5的点A，过A点的等 G 园交负实轴于点B。 (3) B沿等G 园逆时针转到点C，读得：例2 阻抗圆图 3. 阻抗与导纳的相互换算及求复数的倒数 例 3. 已知一传输线的特性阻抗Z0=50

4、W，终端接一负载ZL=100+j50W, 求距终端 l =0.74 l 处的输入阻抗及导纳。 解 (1) lZLz0Z0 (2) 作过A点的等 G 园，A沿等 G 园顺时针转电长度0.74 - 0.5 = 0.24 到B点，由B读得： (3) 求Yin( l )延长BO交等 园于C点，则C21A00.25BC0.420.24O1.791.03例3 圆 图纳园图中的对应点，读得：4. 已知负载及所需要的输入导纳，求最短线长 例4-1 今需一段归一化输入导纳 短路线，求最短线长 l 。lAB00.25O0B1.59例4-1 导纳圆图解 B (3) A沿=1园顺时针转到 B ，转过的电长度为：AA0

5、.339短路线：开路线： 例4-2 一段长度确定的无耗线，由测量得到：当终端短路时， Zinsc=j106W ；当终端开路时， Zinoc =-j23.6W；当终端接待定负载，Zin= 25-j70W ，求负载。解： 设传输线长度为 l 。 0O(2) 求 l ：j2.120A0.18 A BA沿等园逆时针转到B，得：lABB阻抗圆图00.25O0例4-2 阻抗圆图(3) 求待定负载ZL： C C沿等园逆时针转0.18电长度到D，CD0.51.40.1570.3370.571.5lZLZ0CD5. 由 Z0 和 ZL 进行阻抗匹配运算例5 终端负载归一化值欲使负载与长线匹配，问距终端多远处应并

6、联多大的归一化电纳 ？ (p37)d分析：例5 导纳园图0.25105000501.11.1ACD0.50.6一特性阻抗为 的空气填充同轴线终端接有 的负载阻抗，在距终端处并连一特性阻抗为 的同轴线，它的终端接 的负载，线长为 已知工作波长 求连接面AA前3.5cm处传输线始端的输入阻抗。3.5cm1、求出各支节归一化负载阻抗：2、R=1的等R圆与X=j1的弧交点A为负载 点;3、过A点作等反射系数圆4、从A点沿等反射系数圆顺时针旋转到B点为 ；5、R=1的等R圆与X=-j1的弧交点C为负载 点；6、过C点作等反射系数圆7、从C点沿等反射系数圆顺时针旋转 到D点为 ；8、由B点作过圆心的直径与等反射系数圆1交于为 点；9、由D点作过圆心的直径与等反射系数圆2交于为 点；10、求出 方法1、找到 点E, 过E点作等反射系数圆3从E点沿等反射系数圆顺时针旋转 到F点为 ；由F点作过圆心的直径与等反射系数圆3交于为 点；方法2、由E点作过圆心的直径与等反射系数圆3交于 G点， 为 点；从G点沿等反射系数圆顺时针旋转 到点为 ；串联：阻抗，用阻抗圆图