无损耗线驻波

无损耗线驻波第一页，共三十页，编辑于2023年，星期三无损耗线上距终端x处电压相量与电流相量

无损耗线上距终端x处的输入阻抗

第二页，共三十页，编辑于2023年，星期三终端匹配的无损耗线OxU,IU1I1第三页，共三十页，编辑于2023年，星期三用终端边界条件表示用始端边界条件表示用终端边界条件表示用始端边界条件表示终端匹配的有损耗线终端匹配的无损耗线第四页，共三十页，编辑于2023年，星期三

终端开路的无损耗线

设第五页，共三十页，编辑于2023年，星期三称为电压波腹(waveloop)称为电压波节(wavenode)设

ψu

=0，电压最大，电压最小第六页，共三十页，编辑于2023年，星期三电流波节(waveloop)处电流波腹(wavenode)处第七页，共三十页，编辑于2023年，星期三电压波腹位于

电流波腹位于

第八页，共三十页，编辑于2023年，星期三第九页，共三十页，编辑于2023年，星期三有效值沿线分布图第十页，共三十页，编辑于2023年，星期三驻波(standingwave)：电压与电流的波腹和波节的位置固定不变，这样的电压波与电流波称为驻波。两个等速而反向行进的等幅正弦行波相叠加，便形成驻波。

第十一页，共三十页，编辑于2023年，星期三第十二页，共三十页，编辑于2023年，星期三输入阻抗

第十三页，共三十页，编辑于2023年，星期三终端短路的无损耗线

终端短路的无损耗线上也形成驻波。

第十四页，共三十页，编辑于2023年，星期三电压波节位于

电流波节位于

第十五页，共三十页，编辑于2023年，星期三第十六页，共三十页，编辑于2023年，星期三有效值沿线分布图第十七页，共三十页，编辑于2023年，星期三输入阻抗

第十八页，共三十页，编辑于2023年，星期三λ/4的无损耗短路线，其输入阻抗为无限大，故可用λ/4终端短路的金属杆作为超高频线路的支持绝缘子。

终端接纯电抗负载的无损耗线

Z2=jX2

入射波在终端发生全反射。因此接纯电抗负载的无损耗线上电压、电流沿线的分布也形成驻波，只是线路的终端一般不再是电压、电流的波腹或波节。第十九页，共三十页，编辑于2023年，星期三从能量角度来分析传输线的驻波工作状态的特点：能量不能从电源端传递到负载端，因为终端开路、短路和接纯电抗元件时都无能量消耗。但在每个电压波节与电流波节之间的长度的范围内，存在着电场能量与磁场能量不断相互转化的过程。

终端匹配的无损耗线，沿线只存在一个不衰减的正向行波，这是无损耗线的行波工作状态，其特点是正向行波将能量单方向地从电源端传输到负载端。

当无损耗线终端接任意负载时，线路的工作状态一般既不是单纯的驻波工作状态，也不是单纯的行波工作状态，而是二者的叠加。换言之，既有沿线电磁场能量的振荡，又有能量从电源端传输到负载端供负载消耗。

第二十页，共三十页，编辑于2023年，星期三例1图示一段长度l等于四分之一波长、特性阻抗为Zc的无损耗线，终端负载阻抗为Z2。试求线路始端输入阻抗Z1，并讨论此无损耗线的作用。

解：线路始端的输入阻抗为

具有阻抗变换器的作用第二十一页，共三十页，编辑于2023年，星期三例2有一对位于空气中的无损耗均匀线，其长度为7m，特性阻抗为100。始端所接正弦电压源的电压为

线路处于稳定状态。试分别解答以下问题：

(a)如果线路终端接以电阻为R2=100的集中参数电阻负载，求电源电流i1(t)和负载电流i2(t)，并绘出电压、电流有效值的沿线分布图；(b)如果线路终端短路，求传输线始端电流有效值I1和终端电流有效值I2，并绘出电压、电流有效值的沿线分布图(标出各波腹、波节的坐标以及电压、电流波腹的大小)。第二十二页，共三十页，编辑于2023年，星期三解：(a)因R2=Zc，负载与传输线匹配。线上任意一处的输入阻抗均等于特性阻抗，故始端电流相量为

第二十三页，共三十页，编辑于2023年，星期三终端电流相量为

时间函数表达式为

第二十四页，共三十页，编辑于2023年，星期三U,I3V30mAUI7O有效值沿线分布图为第二十五页，共三十页，编辑于2023年，星期三(b)终端短路时

始端输入阻抗为

无损耗线处于驻波工作状态。

始端电流有效值为

第二十六页，共三十页，编辑于2023年，星期三终端电流有效值为

电压波腹的有效值为

电流波腹的有效值

第二十七页，共三十页，编辑于2023年，星期三有效值沿线分布图第二十八页，共三十页，编辑于202