简明微波课程

简明微波课程例题讲解第1讲微波概念第9讲Problems微波是电磁波，是一段特殊频率的电磁波！Maxwell方程组的物理意义：等号电<->磁运算反映一种作用(Action)。空间<->电磁转化有一个重要条件，即频率ω不对称性媒质矛盾波技术和路技术不同：路技术local波技术全局路技术听话波技术不听话->传输线Problems波技术中的波阻抗不同，空间中的波阻抗相同，微波不反射，波阻抗不同，微波产生反射。第2讲传输线方程微波传输柱514t->9根金箍棒的重量！微波传输线必须走自己的路。传输线方程也称电报方程。在沟通大西洋电缆(海底电缆)时，开尔芬首先发现了长线效应：Review微波传输时发生了什么?电感、电容参数：г反射系数抓住主要矛盾：只研究传输Z方向。三维问题化简为一维问题！通过频率把电流转化为电压的变化，又通过频率把电压转化成电流的变化－－相互转化。同时有位置的变化－－地点，产生波动；这就是本质。这就是传输线方程。注意此方程除了频率外只有一个参数Z,主要矛盾。Review不同传输线的特征反映在哪里？这根传输线与哪根传输线的区别在哪里？我们要把一次特征量转化成传输相关的特征量

二次特征量一次特征量L-单位长度电感C-单位长度电容第2讲传输线方程第2讲传输线方程边界条件终端边界条件源端边界条件电源阻抗条件3.电源阻抗条件(已知)

分别考虑源条件再考虑终端条件，构成线性方程组

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?

观察可知，真正的独立参数为

第3讲传输状态反映传输线任以何一点特性的参量是反射系数Γ和阻抗Z。

一、传输线的反射系数和阻抗

［性质］·反射系数的模是无耗传输线系统的不变量(3-3)·反射系数呈周期性(3-4)这一性质的深层原因是传输线的波动性，也称为二分之一波长的重复性。

入射波电压与入射波电流之比始终是不变量Z0，反射波电压与反射波电流之比又是不变量-Z0一、传输线的反射系数和阻抗

2.阻抗Z

输入阻抗与负载阻抗关系

［性质］·负载阻抗ZL通过传输线段变换成Z()，因此传输线对于阻抗有变换器(Transformer)的作用。

终端阻抗阻抗有周期特性，周期是

第3讲传输状态行波状态，驻波状态，行驻波状态第3讲传输状态行波状态全驻波状态【定理】传输线全反射的条件是负载接纯电抗短路状态

开路状态第3讲传输状态第3讲传输状态电压驻波比VSWR(VoltageStandingWaveRatio)ReviewReviewReviewReview功率关系行波传输线全驻波传输线入射波功率等于反射波功率。

在电压波腹或波节点，由于阻抗是纯阻，因此电压、电流必然同相

传输线ρ愈大传输功率愈小。矩阵解有限长度的传输线段L强调：传输线仅仅是一种变化(Transform)传输线矩阵解（一般情况）1.级联性质

2.对称性质3.无耗性质

4.互易性质

5.阻抗变换性质

用于传输线三点决定一个网络独立测量4个量互易定理Real[A]=1,imag[A]=0波长数（短路始，向电源）波长数（短路始，向负载）反射系数相位（与x轴夹角，度数）电阻值电抗值驻波比2、单枝节匹配匹配对象：任意负载其中调节参数：枝节距负载距离d和枝节长度l。由结果推向原因匹配结果要求枝节并联要求枝节无耗要求传输线等要求必定在等圆上［例1］Z０=50Ω的无耗传输线，接负载Zl=25+j75Ω

采用并联单枝节匹配

必定在等圆上由结果推向原因匹配结果要求枝节并联要求枝节无耗要求传输线等要求必定在等圆上枝节并联要求D=1/8波长要求从的匹配圆到辅助圆枝节无耗要求传输线等要求必定在等圆上D=1/8波长要求从的匹配圆到辅助圆枝节无耗要求微分方程法采用支配方程+边界条件求出具体解传输线的通解是入射波+反射波，边界条件给出具体的组合比例矩阵法把传输线问题处理成各类矩阵的运算这些矩阵具有普遍性，与具体边界条件无关Smith圆图法以Γ圆为基底，覆上Z和ρ构成Smith圆图采用阻抗（或导纳）归一，电长度归一，使圆图运算更具普遍性CAD法Computer的发展使我们着力把传输线的基本问题转化为ComputerprogramProblems［例1］无耗双导线特性阻抗。

现在欲以线使负载与传输线匹配，求线的特性阻抗和安放位置d。

Problems［解法1］圆图法1.取阻抗归一化

（对应0.094）

2.向电源转向纯电阻（波腹）处

3.求出

反归一

4.

反归一

图10-2

Problems［解法2］已经学过由任意电抗变换到纯阻的电长度为：

取+值，向波腹点变换ProblemsProblems事实上应该还有一组

·已知驻波比ρ和最小点位置dmin1求Zl·已知Zl用单枝节匹配

Problems［例2］在特性阻抗为600Ω的无耗双导线上，测得|U|max=200Ｖ，|U|min=40Ｖ，dmin1=0.15λ问Zl为何值？今采用短路并联枝节匹配，求枝节位置和长度。［解］这个问题可以分解成两个部分：

反归一

Problems1.