均匀无耗传输线的工作状态分为三种负载无反射的行课件

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）

0<︱G︱<1，1<r<∞，0<K<1。3均匀无耗长线的工作状态均匀无耗传输线的工作状态分为三种：3均匀无耗长线的工作状1纯驻波状态行波状态行驻波状态终端短路终端开路终端接纯电抗电压、电流及输入阻抗沿线的分布规律纯行行终终终电压、电流及输入阻抗沿线的分布规律2一、行波状态(匹配状态、无反射状态)

当ZL=Z0

时,G2=(ZL－Z0)/(ZL＋Z0)=0,G(z)=0；

或传输线为半无限长时，无反射，只有入射行波。

取z轴原点在波源、+z从源指向负载，则行波状态下，线上电压、电流复数表达式为一、行波状态(匹配状态、无反射状态)当ZL=3由此可得行波工作状态的特点(如图2-13所示)：(1)︱G︱=0，r=1，K=1，沿线只有入射行波而无反射波；入射波的能量全部被负载吸收，传输效率最高。故ZL=Z0

时，负载与传输线匹配。电压、电流瞬时值为(设由此可得行波工作状态的特点(如图2-13所示)：电压、电流瞬4

(2)

Zin(z)=Z0

，为纯阻。

(3)电压、电流行波同相，相位(wt-bz)沿传输方向连续滞后。

(4)沿线电压、电流的振幅恒定不变，图2-13行波状态下的电压、电流及输入阻抗分布(2)Zin(z)=Z0，为图2-13行波状5二、驻波状态(全反射状态)

当终端短路(ZL=0)、开路(ZL=∞)或接纯电抗负载(ZL=±jXL)时，︱G(z)︱=︱G2︱=1，终端全反射，负载与传输线完全失配。沿线入、反射波叠加形成驻波分布。驻波状态下，︱G︱=1，r=∞，K=0。

(1)

终端短路(ZL=0)二、驻波状态(全反射状态)当终端短路(ZL=0)61）沿线电压、电流分布以上关系式代入式则电压、电流瞬时表达式为：得：终端电压电流同相周期为1）沿线电压、电流分布以上关系式代入式则电压、电流瞬时表达式7终端短路时长线的工作状态：①沿线电压、电流均为驻波分布。②电压、电流之间在位置或时间上，相位都相差p/2。

④在z=(2n+1)·(l/4)

(n=0,1,…)处为电压波腹点(

)、电流波节点(

)。③在z=n·(l/2)

(n=0,1,…)处

(含终端

)为电压波节点(

)、电流波腹点(

)。相邻的波腹、波节相距l/4终端短路时长线的工作状态：④在z=(2n+1)·(l/4)8

2）短路线的输入阻抗为纯电抗。f

固定时，Zin(z)按正切规律变化。

由输入阻抗的等效观点出发，可将任意长度的一段短路线等效为相应的等效电抗。2）短路线的输入阻抗为纯电抗。f固定时，Zin(z)按9

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)长度为z的短路线的等效电路0=0(短路)串联谐振0~l/4>0(感性)电感(纯感抗）l/4=±∞(开路)并联谐振l/4~

l/2<0(容性)电容（纯容抗）l/2=0

(短路)串联谐振沿线每经过l/4，阻抗性质变化一次；每经过zXin10（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：（2）.终端开路(ZL=∞)1）沿线电压、电流分布电压、电11开路时的驻波状态分布规律：①沿线电压、电流均为驻波分布。②电压、电流之间在空间位置或时间上，相位都相差p/2。③在z=n·(l/2)

(n=0,1,2,…)处(含终端)为电压波腹点(

)、电流波节点(

)。④在z=(2n+1)·(l/4)

(n=0,1,2,…)

处为电压波节点(

)、电流波腹点(

)。开路时的驻波状态分布规律：④在z=(2n+1)·(l/122）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。2）开路线的输入阻抗亦为纯电抗。f固定时，Zin(z)13

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0~l/4<0(容性)电容l/4=0(短路)串联谐振l/4~l/2>0(感性)电感l/2=±∞(开路)并联谐振沿线每经过l/4，阻抗性质变化一次；每经过zXin143）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）短路线与开路线比153.

终端接纯电抗负载

(

ZL=±jX

(X>0))3.终端接纯电抗负载(ZL=±jX(X>0))161）负载为纯感抗(ZL=jX

(X>0)

)

终端的纯感抗可用一段长度为l0（0<l0<l/4）的短路线等效:

长度为l、端接纯感抗负载的无耗长线，沿线电压、电流、阻抗的变化规律与长度为(l+l0)的短路线上对应段的变化规律完全一致，距离终端最近的电压波节点位置

lmin

为:1）负载为纯感抗(ZL=jX(X>0))17

长度为l、端接纯容抗负载的无耗长线，沿线电压、电流、阻抗的变化规律与长度为(l+l0)的短路线上对应段的变化规律完全一致，距离终端最近的电压波节点位置lmin：2）负载为纯容抗(ZL=–jX

(X>0)

)

终端的纯容抗可用一段长度为l0(

l/4<l0<l/２)的短路线等效:长度为l、端接纯容抗负载的无耗长线，沿线电2）18均匀无耗传输线的工作状态分为三种负载无反射的行课件19

小结：当长线的ZL=0、∞、±jX

(X>0)时，终端均产生全反射，沿线电压、电流呈驻波分布。①电压波腹②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。③Zin(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。电压波节小结：当长线的ZL=0、∞、±jX(X>020三、行驻波状态(部分反射状态)当ZL=R±jX(X>0)时，三、行驻波状态(部分反射状态)当ZL=R±jX(X>0)时，21

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。

沿线电压、电流的分布：对上式取模，并注意到反射波的幅度小于入射波，入射功率有一部分被对上22

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：1.当2bz-f2=2np(n=23由于0<︱G︱<1，可见，对于行驻波，有：为正实数。为纯阻，其归一化输入电阻为：由于0<︱G︱<1，可见，对于行驻波，有：为正实24

2.

当

2bz-f2=(2n+1)p

(n=0,1,2,…)，即在

z

=(f2l)/(4p)+(2n+1)·l/4

(2-25a)处为电压波节点、电流波腹点：可见，对于行驻波，有：2.当2bz-f2=(2n+1)p(n25为负实数。亦为纯阻，其归一化输入电阻为：为负实数。亦为纯阻，其归一化输入电阻为：26由1.、2.

还可得：

以上各式在计算特性阻抗、波腹点、波节点的电压、电流的幅度值时很有用。由1.、2.还可得：以上各式在计算特性阻抗、27

由式(2-23)、输入阻抗公式及

1.、2.

的分析可见：

3.

行驻波沿线电压、电流、阻抗呈非正弦的周期分布,周期为

l/2。l/4

线具有变换性,l/2

线具有重复性。由式(2-23)、输入阻抗公式及1.、2.284.

对不同ZL=R±jX(R≠0，X>0)的分析

1)

ZL=RL>Z0z=(f2l)/(4p)+n·l/2

G2>0，f2=0，终端为电压波腹点、电流波节点。

2)

ZL=RL<

Z0z=(f2l)/(4p)+(2n+1)·l/4

G2<0，f2=p，终端为电压波节点、电流波腹点。3)

ZL=R+jX(R≠0，X>0)—感性复阻抗0<f2<p，距终端最近的电压波腹点的位置为：0<lmax<l/4；距终端最近的电压波节点的位置为：

l/4<lmin<l/2。

4)

ZL=R-jX(R≠0，X>0)—容性复阻抗p<f2<2p，l/4<lmax<l/2

,

0<lmin<l/4。4.对不同ZL=R±jX(R≠0，X>0)的分析129电压波腹点z=(f2l)/(4p)+n·l/2电压波节点z=(f2l)/(4p)+(2n+1)·l/4电压波腹点z=(f2l)/(4p)+n·l/230均匀无耗传输线的工作状态分为三种负载无反射的行课件31均匀无耗传输线的工作状态分为三种负载无反射的行课件32

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:1.如图所示系统。证明当Zg=Z0时，不管33Zg=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效内阻等于Z0。Zg=Z0的微波源称为匹配源。对于匹配源，34(p238~239

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)。(p238~2391-9已知电源电势Eg，内35[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)ZLZ0RgEg○~lZ0[解法1](若Zg=RgZ0,用此法较好)36[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：ZLZ0RgEg○~Z0[解法2]建立座标系如图所示。传输线上电压、电流：371-12

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).

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？G1r2r1GLZ3Z2○~ZgEmZLZ0Z0Z1l/4l/4[解](1).1-12如图示,Z0=50W，Zg=Z0，Z38G1r2r1GLZ3Z2○~ZgEmZLZ0Z0Z1l/4l/4G1r2r1GLZ3Z2○~ZgZLZ0Z0Z1l/4l/439

(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