微波技术基础 chap3课件

1.阻抗圆图上特殊点及物理意义？2.阻抗圆图上特殊圆及物理意义？3.阻抗圆图上特殊线及物理意义？4.阻抗圆图上特殊面及物理意义？复习Smith圆图的基本功能

1已知阻抗，求导纳(或逆问题)2已知阻抗，求反射系数和(或逆问题)3已知负载阻抗和求输入阻抗4已知驻波比和最小点,求Smith圆图的基本功能

［例1］已知阻抗，求导纳Y反归一Smith圆图的基本功能

Note：在计及反射系数Γ相角时，360°对应0.5λ。即一个圆周表示二分之一波长。［例3］已知，点找求归一化

Smith圆图的基本功能

反归一［例3］已知，点找求应用举例主要应用于天线和微波电路设计和计算包括确定匹配用短路支节的长度和接入位置。具体应用归一化阻抗Z,归一化导纳Y,反射系数，驻波系数r之间的转换计算沿线各点的阻抗、反射系数、驻波系数，线上电压分布点，以进行阻抗匹配的设计和调整应用举例在Z0为50Ω的无耗线上测得ρ为5，电压驻波最小点出现在距负载λ/3处，求负载阻抗值。在阻抗圆图实轴左半径上。以rmin点沿等ρ=5的圆反时针旋转转λ/3得到，例2.5-1解：电压驻波最小点:故得负载阻抗为应用举例

例3.4已知无耗传输线的特性阻抗Zc＝50Ω，工作波长λ＝60cm，终端负载ZL=(100+j50)Ω，如图3.19(a)。求：(1)负载反射系数的模|Г|及相角φL

；(2)驻波系数和驻波相位lmin；(3)l=74.4cm处的输入阻抗Z(l)。解(1)负载阻抗的归一化值为在实用阻抗圆图上找出的圆的交点A，如图3.19(b)所示。A点为负载在阻抗圆图上的位置。A点的反射系数就是负载的反射系数。这时采用直尺在圆图上量得，从而可得固定点O，OA线顺时针旋转1.24电长度。注意：因圆图上一圆的电长度为0.5，1.24＝2×0.5+0.24。电长度为两圈加0.24，故实际转0.24电长度，即转到0.214+0.24＝0.454处得D点。读出D点的归一化阻抗即为(3)l的归一化值为

去归一化得三圆图的应用

例3.5在图3.20所示的无耗传输线电路中，已知试求l1、l2、l3各线段上的驻波系数S1、S2、S3及主传输线上的驻波系数S和驻波相位lmin。(二)无耗传输线上阻抗与导纳倒换，不同特性阻抗的传输线的串联并联图3.20三圆图的应用

解对负载阻抗及线长进行归一化三圆图的应用

下面分三步进行：(1)求S1、S2以O为圆心，以OA1和OA2为半径分别作圆与Umax线分别交于10和3。于是得在阻抗圆图上分别找出和所对应的点，如图3.21所示。先将分支线l1和l2在并联处的输入阻抗求出。为此，在圆图上将OA1和OA2分别顺时针旋转得，读得的归一化阻抗(2)求S3去归一化得然后，计算并联后的值。因用导纳计算并联方便，因此而将分别倒换成导纳。这里用圆图进行倒换，因都是线段l3的负载，应对Zc3进行归一化，即对()对()在阻抗圆图上找出的对应点，如图3.22所示。根据以中心点互为对称的性质得，读出的值为归一化导纳

首先将线段l3在T处的输入阻抗求出。为此在图上将沿等S圆顺时针旋转到得(3)求S和lmin去归一化得该阻抗也就是主传输线的负载阻抗。然后，将ZT对Zc归一化在阻抗圆图上找出的对应点C，以OC为半径作等S圆与Umax相交读得S对应的电长度为0.218。由C沿S等圆顺时针转到Umin线得。去归一化得

从解例3.5的过程中可以看出，在使用圆图计算时，必须注意：①正确地对阻抗(或导纳)进行归一化。计算不同特性阻抗的传输线段组成的电路时，在哪一段线上计算就对该线段的特性阻抗归一化，在各线段的交界处必须进行换算。②在阻抗圆图上由阻抗倒换成导纳后，若还要进行导纳的运算，可将阻抗圆图视为导纳圆图使用，反之，在导纳圆图上由导纳倒换成阻抗后，若再需要进行阻抗运算，可将导纳圆图视为阻抗圆图继续使用。三圆图的应用

三圆图的应用

解(1)在阻抗圆图上作SL=3.5的圆如图3.23所示，必然在此圆上。因损耗不大，故电压节点的阻抗仍为一实数，Umin线仍在阻抗圆图的左半实轴Ob上，以O为圆心，将Ob逆时针旋转0.05电长度(即)与SL圆相交于C点，则C点就代表，读出为图3.23去归一化三圆图的应用

(2)因为,当时，此式表明有耗传输线上反射系数的模随着l增加而减小，因此在圆图上由负载端的反射系数求输入端反射系数时，反射系数的矢径端点不再是沿等反射系数圆移动而是沿逐渐变小的螺旋线移动，如图虚线所示。于是图3.23从而三圆图的应用

例7特性阻抗为Z0的无耗传输线上电压波腹点的位置是z1，电压波节点的位置是z1，试证明可用下面两个公式来计算负载阻抗ZL：

[提示：从中解出ZL，然后再分别代入Z(z1)=Z0或Z(z1)=Z0k化简即得证。]三圆图的应用

证明：由等效阻抗表达式可解出：当z=z1时，Z(z1)=Z0，所以得：当z=z1时，Z(z1)=Z0k，所以得：阻抗问题

阻抗问题阻抗是传输线问题中最重要的参数之一。

一作业讲解3.5一段终端短路传输线，线长l=2cm，工作频率f1=3GHz和f2=6GHz

。试判断输入阻抗分别呈何特性。若传输线的特性阻抗Zc=50Ω，Z(l)=j262Ω，试求上述两频率下短路线的长度。3.7已知如图所示的同轴传输线电路，工作频率f=80MHz，空气填充部分(A)的特性阻抗Zc=50Ω，试求同轴传输线的输入阻抗Zin。一作业讲解一作业讲解在阻抗圆图上找出归一化负载点A，然后沿着以OA为半径的等S圆顺时针选择电长度0.386，对应B点，则B点的阻抗为1+j0.4。去归一化