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第4章传输线理论主要内容:均匀传输线方程(理解)传输线阻抗与状态参量(掌握)传输线的状态分析(掌握,重点)阻抗般配(理解,掌握,重点)Smith圆图(掌握)11.微波传输线定义及分类微波传输线是用以传输微波信息和能量的各种形式的传输系统的总称。它的作用是引导电磁波沿必定方向传输,所以又称为导波系统。第一类是双导体传输线,它由两根或两根以上平行导体构成,因其传输的电磁波是横电磁波(TEM波)或准TEM波,故又称为TEM波传输线,主要包含平行双导线、同轴线、带状线和微带线等。1微波传输线的分类1微波传输线的分类第二类是均匀填补介质的金属波导管,因电磁波在管内流传,故称为波导,其传输的电磁波是横电波(TE波)和横磁波(TM波),故又称为TE波和TM波传输线主要包含矩形波导、圆波导、脊形波导和椭圆波导等。第三类是介质传输线,因电磁波沿传输线表面流传,故称为表面波波导,主要包含介质波导、镜像线和单根表面波传输线等。电磁波齐集在传输线内部及其表面周边沿轴线方向流传,一般的是混淆波型(TE波和TM波的叠加),某种状况下也可流传TE或TM波。其余结构更为复杂的传输线,是上述三种基本种类的组合和发展。1微波传输线的分类2对传输线的基本要求工作频带宽(或满足必定的要求);功率容量大(或满足必定的要求);工作稳固性好;消耗小;尺寸小和成本低等。实质应用中,从减少消耗和结构工艺上的可实现性等方面来考虑:在米波或分米波中的低频段范围内,可采用双导线或同轴线;在厘米波范围内可采用空心金属波导管以及带状线和微带线等;在毫米波范围可采用空心金属波导管、介质波导、介质镜像线和微带线;在光频波段则采用光波导(光纤)。微波传输的最明显特点是标新立异的微波传输线,比如,双导线、同轴线、带线和微带等等。我们很简单提出一个问题:微波传输线为何不采用50Hz市电明线呢?在低频里面我们向来没有谈论过传输线的问题,为何到了微波波段需要谈论?6低频传输线★在低频中,电流几乎均匀地分布在导线内。电流和电荷可等效地集中在轴线上,★波印廷矢量集中在导体内部流传,外面极少。★所以,求解物理量只须用I,V和欧姆定律解决即可,不必用电磁理论。★不论导线如何曲折,能流都在导体内部和表面周边。低频电路有很多课程,惟独没有传输线课程,原因很简单:只有两根线有什么理论可言?这里却要深入研究这个问题。7[例1]计算半径r0=2mm=2×10-3m的铜导线单位长度的直流线耗R0

计及代入铜材料同时考虑Ohm定律微波传输线当频率高升出现的第一个问题是导体的集肤效应(SkinEffect)。导体的电流、电荷和场都集中在导体表面[例2]研究f=10GHz=1010Hz、L=3cm、r0=2mm导线的线耗R。这种状况下,其中,的表面电流密度,α是衰减常数。对于良导体,由电磁场理论可知——称之为集肤深度。计及在微波波段中,是一阶小量,对于及以上量完好能够忽视。则而和直流的相同状况比较从直流50Hz到1010Hz,消耗要增加1500倍。图2-2直线电流均匀分布图2-3微波集肤效应损耗是传输线的重要指标,如果要将,使损耗与直流保持相同,易算出r0r0集肤效应带来的直接成效是:柱内部并无能量传输直径d=6.06m。12这种状况,已不可以称为微波传输线,而应称之为微波传输“柱”比较适合,其粗度超出人民大礼堂的主柱。2米高的实心微波传输铜柱约514吨重(铜比重是8.9T/m3),13看来,微波传输线一定走自己的路。每一种事物都有自己独到的实质,硬把不适合的状况强加给它,必然会出现荒诞的结论。方才谈论的例子正是因为我们硬假想把微波“关在”铜导线内流传,事实上也不可能。“满圆春光关不住,一枝不安于室来”最简单而适用的微波传输线是双导线,它们与低频传输线有实在质的不同:功率是经过双导线之间的空间传输的。微波功率应当(绝大多半)在导线以外的空间传输,这即是结论。14这时,使我们更为明确了GuideLine的含义,导线不过起到引导的作用,而实质上传输的是四周空间(Space)(但是,没有GuideLine又不可以)。D和d是特点尺寸,对于传输线性质十分重要。图2-4双导线DdJJSEH

间154传输线理论的内容传输线理论主要包含双方面的内容:一、研究所传输波型的电磁波在传输线横截面内电场和磁场的分布规律(亦称场结构、模、波型),称为横向问题。二、研究电磁波沿传输线轴向的流传特征和场的分布规律,称为纵向问题。4传输线理论的内容横向问题要求解电磁场的边值问题。不同种类或同一种类但结构型式不同的传输线,拥有不同的界限件,应分别加以研究。对于纵向问题,都是沿轴线方向把电磁波的能量从一处传向另一处。所以,尽管传输线种类不同,但都能够用相同的物理量来加以描述。即能够用一个等效的简单传输线(如双导线或同轴线)来描述。4传输线理论的内容简单传输线的纵向问题,能够用途的方法来分析:依据界限和初始条件求电磁场颠簸方程的解,得出电磁场随时间和空间的变化规律;也能够在求得传输线的分布参数以后,用路的方法来分析:利用分布参数电路的理论(传输线的电路模型)来分析电压波(与电场相对应)和电流波(与磁场相对应)随时间和空间的变化规律。(简易、易懂)对于低频信号,比如50Hz的交流电源,对应波长为6×106米,即6千公里,因此30km的输电线只能是短线但一段10cm的波导,若工作在30GHz,对应波长为1cm,则是地道的长线1“长线”和“短线”当传输线的长度l远大于所传输的电磁波的波长,或可比较时,称之为长线(l/>0.05);反之,为短线;电长度:l/4.1传输线方程和传输线的场分析方法4.1.1长线及分布参数等效电路19★当频率提高到微波波段时,这些分布效应不可忽视,所以微波传输线是一种分布参数电路。★这以致传输线上的电压和电流是随时间和空间地点而变化的二元函数。

长线

(LongLine)分布参数电路

考虑分布参数效应

短线

(ShortLine)集总参数电路忽略分布参数效应U,I等参数能够集中在某点研究U,I等参数不可以够集中在某点研究颠簸性“路”分析“场”分析化场为路202分布参数效应分布电感分布电容分布电阻分布漏电导传输线单位长度上的分布电阻为R、分布电导为G、分布电容为C、分布电感为L,其值与传输线的形状、尺寸、导线的资料、及所填补的介质的参数有关。若将传输线分红无数个微元,能够认为每个微元内的电压和电流是不变的。即可以当作集总参数21双导线、同轴线的分布参数与资料及尺寸的关系22均匀传输线:参数分布均匀非均匀传输线无耗传输线(R=0,G=0)有耗传输线23则其各分布参数为:比如:对于铜资料的同轴线(a=0.8cm,b=2cm),其所填补介质为当f=2GHz时:可忽视R和G的影响。——低耗线24设在时刻t,地点z处的电压和电流分别为u(z,t)和i(z,t),而在地点z+dz处的电压和电流分别为u(z+dz,t)和i(z+dz,t)。列两点间的电流差,电压差方程。4.1.2传输线方程及其解1、均匀传输线方程1式25基尔霍夫定律两式联立,得均匀传输线方程(电报方程)传输线单位长度串连阻抗传输线单位长度并联导纳2式将1式代入2式,得262.均匀传输线方程的解(微分方程的通解加界限条件)对传输线方程做二次微分,可得:流传常数衰减常数相移常数27解的物理含义:传输线上电流、电压以波的形式流传;存在朝相反方向流传的波特征阻抗28第一部分表示由信号源向负载方向流传的行波,称之为入射波。第二部分表示由负载向信号源方向流传的行波,称之为反射波。入射波和反射波沿线的瞬时分布图29对于均匀无耗传输线传输时谐场的状况由界限条件确定积分常数(注意坐标轴的选用)本章选用负载端为坐标起点31所成立坐标也是两套坐标,z从源出发,z’从负载出发把通解转变为详细解,一定应用界限条件。所谈论的界限条件有:终端条件、源端条件和电源、阻抗条件。(1)已知终端的电压U2和电流I2只需已知终端负载电压U2、电流I2及传输线特征参数γ、Z0,则传输线上任意一点的电压和电流即可获取。32双曲函数形式向负载流传的入射波向信号源流传的反射波若令表示从终端算起的坐标,则有NOTE:此时含的项代表向负载传播的入射波,含的项代表向信号源传播的反射波33对于均匀无消耗线则三角函数形式能够表示为34(2)已知始端的电压U1和电流I135(3)电源阻抗条件(已知)已知

先考虑源条件即再考虑终端条件构成线性方程组即注记:传输线方程通解中有两个常数,而源阻抗已知条件为有三个常数,这之间是否有矛盾?

可得观察可知(见上式),真切的独立参数为也是两个独立量。最后获取NOTE:此后在没有特别申明下,电压和电流表达式都是指终端电压U2和终端电流I24.2传输线的基本特征参数特征阻抗Z0传输线上导行波(入射波)的电压与电流之比。其倒数称为特征导纳,用Y0来表示。Z0=特征阻抗的一般表达式为对于均匀无耗传输线,R=G=0本征阻抗结论:无消耗传输线的特征阻抗仅与传输线自己的结构和资料有关;有消耗线的特征阻抗还与工作频率有关42●对于直径为d、间距为D的平行双导线传输线,其特征阻抗为●对于内、外导体半径分别为a、b的无耗同轴线,其特征阻抗为常用的平行双线传输线的特征阻抗有250Ω,400Ω和600Ω三种。常用的同轴线的特征阻抗50Ω(有线电缆)和75Ω(网线)两种。对于低消耗线432)流传常数流传常数是描述传输线上导行波沿导波系统流传过程中衰减和相移的参数。

对于无耗传输线

a:衰减常数,表示单位长度幅值的的衰减程度β:相移常数,表示单位长度相位的变化对于低消耗传输线44入射波的相速度为对于微波无耗传输线平行双导线和同轴线:TEM波(无色散波)相波长定义为波在一个周期T内等相位面沿传输线挪动的距离。相速度和相波长无消耗线:TEM模的相速度就等于电磁波的速度,而相波长也是电磁波的波长。有消耗线:β是频率的复杂函数,此时的相速与频率有关,有色散效应451奈培(NP)=8.686分贝(dB)1分贝(dB)=0.115奈培(NP)描述衰减常数的两个单位:分贝和奈培分贝:两个功率电平的比值奈培:表示两点间的相对电平表示某点的绝对电平分贝毫瓦:分贝瓦:463)输入阻抗均匀无耗传输线传输线上任一点向负载方向看过去的输入阻抗等于该点总电压和总电流之比为负载阻抗则,传输线上距终端z’处的阻抗为特征阻抗4748说明:输入阻抗的等效作用重点谈论:两种特别地点4)反射系数电压反射系数:距终端处的反射波电压与入射波电压之比(1)反射系数的定义及表达式反射波电压入射波电压终端入(反)射波电压终端入(反)射波电流49终端反射系数无耗传输线上任一点反射系数与终端反射系数的关系:结论:无耗传输线上任意点反射波与入射波固然有相位差异,但振幅之比为常数.50(2)输入阻抗与反射系数间的关系(一一对应)将z=0代入上式得负载阻抗与终端反射系数的关系上述两式又可写成51无耗传输线上任意点反射系数模值相同,所以负载决定无耗传输线上反射波的振幅依照终端负载的性质,传输线有三种工作状态传输线上无反射波,只有入射波。行波状态入射波和反射波振幅相同,只有相位差异。能量所有被反射回去。驻波状态入射波能量部分被负载汲取部分反射。行驻波状态52(3)驻波比(VSWR)和行波系数电压(或电流)驻波比ρ:传输线上电压(或电流)的最大值与最小值之比,即当传输线上入射波与反射波同相迭加时,合成波出现最大值;而反相迭加时出现最小值行波系数K:与驻波比互为倒数驻波比与反射系数的关系式为:53传输线上反射波的大小,决定了整条传输线的工作状态。可用反射系数的模、驻波比和行波系数三个参量来描述。反射系数模的变化范围为驻波比的变化范围为行波系数的变化范围为传输线的工作状态一般分为三种:(1)行波状态(匹配状态)(2)行驻波状态(3)纯驻波状态545)传输功率56传输线上的状态由传输线的反射程度决定,我们对传输线的分析,基本思想是经过把它等效成一个网络来实现的,原因很简单:我们只对输入和输出感兴趣,而表征一个信号输入与输出特点的重要指标就是它的功率。瞬时功率=U(Z)I*(Z)主要由电阻产生,指电路上的消耗功率(热能,机械能,光能)由电感电容产生,用于电路内电场与磁场的交换,并用来在电气设备中成立和保持磁场的电功率。任一点的电压电流:任一点的传输功率:P+和P-分别代表经过z处的入射波功率和反射波功率。为了简易起见,工程中一般在电压波腹点(最大值点)或电压波谷点(最小值点)处计算传输功率,即在不发生击穿状况下,传输线赞成传输的最大功率称为传输线的功率容量57当ZL=Zc或传输线为无穷长时,工作于行波状态Zl=Z0时,无反射负载般配4.3均匀无耗传输线的工作状态分析行波状态行波状态下电流和电压的瞬时价重要参量特征:行波有四个特点1沿线各点电压和电流的振幅不变,驻波比为1;2当t一准时,电压和电流的瞬时价呈余弦分布;3电压和电流在任意点上都同相;4沿线各点的输入阻抗均等于特征阻抗当终端短路(ZL=0)、开路(ZL=)或接纯电抗(ZL=jXL)时,||=1,工作在纯驻波状态;(1)终端短路/短路线4.3.2纯驻波状态(standingwave)终端短路线中的纯驻波状态61(4)从终端起隔λ/4阻抗性质就变换一次称为λ/4阻抗变换性每过λ/2阻抗就重复一次,称为λ/2阻抗周期特征62(1)沿线各点电压和电流振幅按余弦变化,电压和电流相位差90°,功率为无功功率,只能储存能量而不可以传输能量。(2)在z=nλ/2(n=0,1,2,…)处为电压波谷点,在z=(2n+1)λ/4(n=0,1,2,…)处为电压波腹点。(3)传输线上各点阻抗为纯电抗,在电压波谷点处Zin=0,相当于串连谐振,在电压波腹点处|Zin|→∞,相当于并联谐振,(开路)在0<z<λ/4内,Zin=jX相当于一个纯电感,在λ/4<z<λ/2内,Zin=-jX相当于一个纯电容,终端开路和终端电抗状态都能够由外接必定长度的短路线来实现。终端开路等效为在终端加一长λ/4的短路线一般状况下都不用终端开路这种形式,而是采用延长的终端短路线来取代。63(2)开路无耗终端开路线的驻波特征64无耗终端短路线的驻波特征65(3)纯电抗性负载a)负载为纯感抗XL>0可用一段小于/4的短路线取代可用一段小于/4的开路线取代b)负载为纯容抗XL<066驻波的特点:(1)沿线电压和电流的振幅是地点的函数,拥有波腹点和波谷点。短路线终端为电压的波谷点(零点)电流的波腹点;开路线的终端为电压波腹点、电流波谷点(零点)。(2)沿线各点的电压和电流在时间上相差π/2,在空间也相差π/2,所以驻波状况下既无能量消耗,也无能量流传。(3)沿线各点的输入阻抗为纯电抗。每过λ/4,阻抗性质改变一次每过λ/2,阻抗性质重复一次。容性改变为感性,感性改变为容性短路改变为开路,开路改变为短路例题:在均匀无耗传输线的某点上分别测得三个阻抗:

(负载短路)、(负载开路)、(接实质负载),试证明实质负载的阻抗为从信号源传向负载的能量一部分被负载所汲取,一部分被反射回去反射系数是一个复数4.2.3行驻波状态ZL=RL+jXL1.传输线上各点电压、电流的时谐表达式70电压波腹点阻抗为纯电阻该处的电压电流幅值分别为71电压波节点阻抗为纯电阻相应的电压、电流分别为可见,电压波腹点和波谷点相距λ/4,两点阻抗有以下关系:行驻波阻抗特征只有在电压波腹点和波谷点输入阻抗才可能为纯电阻。73在实质应用中,常常用这种方法来测量特征阻抗。实质上,无耗传输线上距离为λ/4的任意两点处阻抗的乘积均等于传输线特征阻抗的平方,这种特征称之为λ/4阻抗变换性。利用等效的思想,终端开路和终端短路实质上相当于一个λ/4传输线两头的等效输入阻抗,设分别为Zo(开路)和Zs(短路)利用上面的变换特征,可得接有复阻抗与接有纯电阻性负载时工作状态的特点波腹点与波节点相距/4电压的波腹/节点与电流的波腹/节点地点相反电压波腹点处,Zin的模|Zin|最大,且为纯电阻性的传输线的特征阻抗拥有/4的变换性、/2的重复性电压波节点处,Zin的模|Zin|最小,也为纯电阻性的(3)由于终端为容性负载,故离终端得第一个电压波节点为:

在微波工程中,最基本的运算是工作参数之间的关系,它们在已知特征参数和长度l

的基础上进行。

Smith圆图正是把特征参数和工作参数形成一体,采用图解法解决的一种专用Chart。自三十年代出现以来,已历经六十年而不衰,可见其简单,方便和直观.4.5史密斯阻抗圆图和导纳圆图Smith图圆的基本思想Smith圆图,亦称阻抗圆图。其基本思想有三条:1.特点参数归一思想特点参数归一思想,是形成一致Smith圆图的最重点点,它包含了阻抗归一和电长度归一。阻抗归一电长度归一阻抗变化多端,极难一致表述。此刻用Z0归一,一致起来作为一种状况加以研究。在应用中能够简单地认为Z0=1。电长度归一不但包含了特点参数β,并且隐含了角频率ω。因为上述两种归一使特点参数Z0不见了;而另一特点参数β连同长度均转变为反射系数Γ的转角。2.以系统不变量|Γ|作为Smith圆图的基底。在无耗传输线中,|Γ|是系统的不变量。所以由|Γ|从0到1的同心圆作为Smith圆图的基底,使我们可能在一有限空间表示所有工作参数Γ、Z(Y)和ρ。Smith图圆的基本思想的周期是1/2λg。这种以|Γ|圆为基底的图形称为Smith圆图。3.把阻抗(或导纳),驻波比关系套覆在|Γ|圆上。这样,Smith圆图的基本思想可描述为:消去特点参数Z0,把β归于Γ相位;工作参数Γ为基底,套覆Z(Y)和ρ。Smith图圆的基本思想4.5.1阻抗圆图1.等反射系数圆距离终端z处的反射系数为85单位圆不同ZL对应一簇以原点为圆心,半径|G|1的同心圆。般配点短路点开路点86向电源方向顺时针旋转减小向负载方向逆时针旋转增加电长度m转动角度:旋转一周2,z’变化,电长度m=0.5向电源向负载注意:在某些状况下,负载ZL的改变其实不惹起的改变,而只惹起其相角的变化,所以同一个反射系数圆实质上代表着与很多ZL相对应的轨迹。反射系数Γ圆同时也是驻波比ρ圆(与ρ一一对应)。可得:上式为两个圆的方程。归一化阻抗2.归一化等电阻圆和等电抗圆归一化等电阻圆图归一化等电抗圆图2.套覆阻抗图已知设且代入上式,有分开实部和虚部得两个方程先考虑实部方程获取圆方程相应的圆心坐标是,而半径是。圆心在实轴上。考虑到电阻圆始终和直线相切。

等电阻圆:令r取一系列的常数、而x可取任意值时,描述Γ(z)在复数平面上变化轨迹的另一族圆。归一化

电阻圆半径:圆心坐标:r↑,半径↓都与(1,0)相切圆心都在正实轴上单位圆减小为点(1,0)由虚部方程又可获取也即表示等电抗圆方程,其圆心是(1,),半径是等电抗圆:令x取一系列的常数、而r可取任意值时,描述Γ(z)在复数平面上变化轨迹的另一族圆。归一化电抗圆半径:圆心坐标:直线,对应纯电阻减小为点(1,0)r↑,半径↓圆心都在r=1直线上都在(1,0)点与实轴相切标定电压驻波比s和行波系数K。实轴表示阻抗纯阻点。所以,可由电阻r对应出电压驻波比s(右半轴)和行波系数K(左半轴)。图5-4VSWR的Smith圆图表示993.阻抗圆图反射系数圆+电阻圆+电抗圆—>阻抗圆图但实质工程中不再绘出反射系数圆每个电阻圆对应的r值一般标明在电阻圆与实轴以及x=1电抗圆的交点处每个电抗圆对应的x值一般标明在电抗圆与r=0或r=1的电阻圆的交点处102感性阻抗平面容性阻抗平面负载信号源信号源负载六个特点般配点:坐标为(0,0),r=1、x=0、|Γ|=0、ρ=1短路点:坐标为(-1,0),r=0、x=0、|Γ|=1、ρ=∞、φ=180°开路点:坐标为(1,0),r=∞、x=∞、|Γ|=1、ρ=∞、φ=0°1:圆图旋转1周为λ/2,而非λ1032:圆图上有三个特别的点3:圆图上有三条特别的线圆图上实轴是x=0的轨迹,右半实轴为电压波腹点的轨迹,r即为驻波比的读数;左半实轴为电压波谷点的轨迹,r即为行波系数的读数;最外面的单位圆为r=0的纯电抗轨迹,反射系数的模值为1。4:圆图上有二个特别的面.实轴以上的半平面(0~λ/4)是感性阻抗的轨迹;实轴以下的半平面(λ/4~λ/2)是容性阻抗的轨迹。5:圆图上有二个旋转方向。同一无耗传输线圆图上的点在等反射系数的圆上。点向电源方向挪动时,在圆图上沿等反射系数圆顺时针旋转;点向负载方向挪动时,在圆图上沿等反射系数圆逆时针旋转。1046:圆图上任意点能够用:r、x、|Γ|、φ四个参量表示。其中,r和x为归一化值。4.5.2导纳圆图所以:归一化输入导纳的详细求法:先在阻抗圆图上找到与该地点的归一化输入阻抗相对应的点,以该点至坐标原点的连线为半径作圆,再将该点沿圆周旋转πrad,相当于z变化了λ/4的距离,获取一个新的点,此点所对应的r在数值上就等于所求的归一化导纳中的电导g;此点所对应的x在数值上就等于所求的归一化导纳中的电纳b。导纳是阻抗的倒数,故归一化导纳为4.5.2导纳圆图107对照阻抗表示式可知:假如将本来的电压反射系数换为电流反射系数,阻抗换为导纳,则导纳圆图与阻抗圆图完好相同,不过图中曲线所表示的意义是不相同的。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Γ和s(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4.5.3史密斯圆图应用1)归一化负载阻抗1)归一化负载阻抗3)电压最小点距离负载的长度为(0.5-0.412)λ=0.088λ电压最大点距离负载的长度为(0.25+0.088)λ=0.338λ2连结OA并延长交点刻度圆的读数为0.412例4.4已知Z0=50Ω,Zl=(32.5-j20)Ω,求线上行驻波的Umax和Umin的地点。112例4.5已知Z0=300Ω,Zl=(600-j180)Ω,线长l=2.3λ求输入阻抗。113例4.6已知同轴线Z0=50Ω,相邻两电压波谷点之间的距离为5cm,终端电压反射系数,求:(1)电压波腹点及电压波谷点处的阻抗;(2)终端负载阻抗;(3)凑近终端第一个Umax和Umin的地点。114例4.8

Z0=250Ω,线长为4.8λ,Zl=500-j150Ω,求输入导纳。4.6传输线的阻抗般配传输线的核心问题之一是功率传输,在低频中间有最大功率传输定理。只需负载满足时,可达到电源最大功率输出,即资用功率Pa本讲,我们要把上述定理推行到传输线问题中。一、阻抗般配的看法般配是微波传输系统中的一个很重要的看法阻抗般配平时包含两个方面的含义:一方面,如何才能使负载从信号源获取最大的功率,另一方面,如何才能除去传输线上的反射波。三种阻抗般配(对应传输线上三种不同的般配状态)信号源输出最大Pa、应用阻抗般配器1使信源输出端达到共轭般配;b、应用阻抗般配器2使负载与传输线特征阻抗般配。2阻抗般配的实现方法对一个由信源、传输线和负载构成的传输系统,我们老是希望信号源输出最大功率的同时,负载所有汲取输入功率,以实现高效稳固的传输。所以:对于测量设备中使用的小功率信号源:一般在信号源处加隔绝器或般配性能较好的去耦衰减器,以除去反射波对信号源的影响。所以,下面我们重点谈论负载阻抗般配的方法。负载阻抗般配即使主传输线工作内行波状态。也即在负载和主传输线之间加一个般配装置,使其输入阻抗等于传输线的特征阻抗。注意:般配装置到负载之间是不般配的。从频率上区分:窄带般配宽带般配从实现手段上区分:/4阻抗变换器法支节分配法——利用并联/串连电抗性元件进行般配(二)终端负载的阻抗般配方法要求:简单易行;频带宽;般配器可调,以适应不同负载;自己不可以有功率消耗或附带消耗小,应由电抗元件构成;λ/4阻抗变换器法原理:利用λ/4传输线的阻抗变化作用(1)负载阻抗ZL=RLZ0为纯电阻时为实现般配,即使Zin=Z0由:在终端与主传输线(特征阻抗为Z0)之间串连一段长为λ/4,特征阻抗为Z01的传输线。法1:将λ/4线接于主传输线中的电压波节点或波腹点处法2:将λ/4线仍接在终端,但在终端再并联长为l的短路线等需先变换为实阻抗。(3)该方法只能分配一个频率点,属于窄带阻抗般配欲扩展工作频宽,可采用多级λ/4阻抗分配器第一个电压波腹点所处位置电感性负载所以该般配是窄带的例:传输线Z0=75,终端接负载ZL=(150+j300)用λ/4变换器进行般配,求:接入地点d及传输线Z01解:(1)对应A点,电长度为:0.218(2)找波腹点B或波节点C,(3)求所接λ/4传输线的Z01(4)求接入地点d

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