微波技术：第2章 长线理论5

1、均匀无耗传输线的工作状态分为三种： (1) 负载无反射的行波状态（能量被负载全吸收） G=0，r =1，K =1。 (2) 负载全反射的驻波状态（负载没有吸收能量） G=1，r =，K = 0。 (3) 负载部分反射的行驻波状态（负载吸收部分能量） 0G1，1 r ，0 K 0(感性)电感(纯感抗）l/4=(开路)并联谐振l/4 l/20(容性)电 容（纯容抗）l/2=0 (短路)串联谐振（2）. 终端开路(ZL=)1）沿线电压、电流分布以上关系代入式(2-4e)得电压、电流瞬时表达式为：开路时的驻波状态分布规律： 沿线电压、电流均为驻波分布。 电压、电流之间在空间位置或时间上，相位都相差p/

2、2。 在z=n (l/2) (n=0,1,2, )处 ( 含终端 ) 为电压波腹点( ) 、电流波节点( )。 在z=(2n+1) (l/4) (n=0,1,2, ) 处为电压波节点( )、电流波腹点( )。 2）开路线的输入阻抗亦为纯电抗。f 固定时，Zin(z) 按余切规律变化， 。 由输入阻抗的等效观点出发，可将任意长度的一段开路线等效为相应的等效电路。 沿线每经过l/4，阻抗性质变化一次；每经过l/2，阻抗重复原有值。zXin(z)z长度开路线的等效电路0=(开路)并联谐振0l/40(感性)电 感l/2=(开路)并联谐振3）短路线与开路线比较各对应量的相位相差 p/2(即空间相差l/4

3、)。3. 终端接纯电抗负载 ( ZL=jX (X0)1）负载为纯感抗(ZL= jX (X0) ) 终端的纯感抗可用一段长度为l0（0 l0 0) ) 终端的纯容抗可用一段长度为l0 ( l/4 l0 0)时，终端均产生全反射，沿线电压、电流呈驻波分布。 电压波腹 沿线同一位置的电压、电流之间相位差p/2， 只有能量的存贮并无能量的传输。 Zin(z)为纯电抗性，l /4传输线具有阻抗变换 性， l/2传输线具有阻抗重复性。电压波节三、行驻波状态(部分反射状态)当ZL=RjX(X0)时， 反射波的幅度小于入射波，入射功率有一部分被负载吸收，另一部分则被反射回去，均匀无耗长线工作在行驻波状态。 沿

4、线电压、电流的分布：对上式取模，并注意到 1. 当2 bz -f2=2n p (n =0，1，2，)，即在 z=(f2l)/(4p) + n l / 2 (2-24a)处为电压波腹点、电流波节点：分析式(2-23)，得： 由于0 G0)的分析 1) ZL=RLZ0 z=(f2l)/(4p) + n l / 2 G20，f2=0，终端为电压波腹点、电流波节点。 2) ZL=RL Z0 z =(f2l)/(4p) + (2n+1) l/4 G20) 感性复阻抗 0f2p，距终端最近的电压波腹点的位置为： 0 lmaxl/4 ；距终端最近的电压波节点的位置为： l/4lmin0) 容性复阻抗 pf2

5、2p， l/4 lmaxl/2 , 0lminl/4。电压波腹点 z=(f2l)/(4p) + n l / 2 电压波节点 z =(f2l)/(4p) + (2n+1) l/4 1. 如图所示系统。证明当Zg=Z0 时，不管负载如何、传输线有多长, 恒有的关系存在为入射波电压复振幅)。ZLZ0ZgEl证明：0z始端的入射波电压、电流，则设分别为而得取模例题: Zg=Z0的微波源称为匹配源。对于匹配源，无论终端负载与传输线的长度如何, 都有 信号源等效负载的任何变化都会引起输出功率的变化，使工作不稳定。在实际应用的微波设备中，可以通过精心设计信号源或采用隔离器、吸收式衰减器等匹配装置使信号源的等

6、效内阻等于Z0。(p238239 1-9 已知电源电势Eg，内阻Zg=Rg = Z0和负载ZL，试求传输线上电压、电流的解答(Z0、b 已知)。解法1 (若Zg=Rg Z0 , 用此法较好) 设波源与负载的距离为l，建立座标系如图所示。则始端的输入阻抗Zin(l) 为 Zin(l)RgEg始端等效电路得( p10)ZLZ0RgEglZ0解法2 建立座标系如图所示。 因为Zg=Z0, 故有传输线上电压、电流：ZLZ0RgEgZ01-12 如图示, Z0=50 W， Zg= Z0， ZL=(25+j10) W,Z1=-j20W。求: (1). 两段传输线中的r1、r2及始端处的Zin 。 (2).

7、 ZL变化时r1、r2是否变化，为什么？ (3). Z1变化时r1、r2是否变化，为什么？(4). Zg变化时r1、r2是否变化，为什么？G1r2r1GLZ3Z2ZgEmZLZ0Z0Z1l/4l/4解 (1).G1r2r1GLZ3Z2ZgEmZLZ0Z0Z1l/4l/4 (2). r1、r2均与ZL有关，ZL变化时r1、r2也变化， (3). r1与ZL有关而与Z1 无关，而 r2与Z1有关。Z1变化时，r1 不变，而 r2 变化。 (4). r1、r2与Zg无关，Zg变化时r1、r2不变；。 1-13 已知如图联接的无耗线, 线上Em 、 Zg 、 RL 、R1 及l 均已知,求RL、R1 上的电压、电流和功率的数值并画出各线段上电压、电流的相对振幅分布。 解 (1) 各支节在D-D处的输入阻抗为:D 两支节并联，在D-D处的总输入阻抗为:A-D段匹配，只有入射波。ABCDZin(D) Z0 (2) 两支节的负载 Z0/2Z0 ，为行驻波；B、C 处为电压波节、电流波腹点；D处为电压波腹、电流波节点； D处的视在电压、视在电流幅度值分别为：两支节的B、C 处ABCDZin(D) Z0BCADB (C)各线段上电压、电流的相对振幅分布ABCDZin(D) Z0