微波技术与天线》第二章传输线理论pa.ppt

2019/4/26,1,均匀无耗传输线工作状态的分析,工作状态分析 沿线电压/电流波的分布状态；输入阻抗的分布规律。 三种工作状态（负载阻抗不同） 行波：|=0，无反射 驻波：|=1，全反射 终端短路（ =-1） 终端开路 （ =1） 终端为纯电抗负载 行驻波 0|1,2019/4/26,2,工作状态分析 行波工作状态（无反射）,2019/4/26,3,工作状态分析 行波工作状态（无反射）,无反射条件：ZL=Z0 , L= (z)=0 沿线电压/电流分布 瞬时表达式,考虑时间因子ejt,2019/4/26,4,工作状态分析 行波工作状态（无反射）,2019/4/26,5,工作状态分析 行波工作状态（无反射）,沿线的输入阻抗 行波工作状态 ZL=Z0 时行波分布； 电压、电流振幅不变，驻波比=1； 电压和电流在任意点上都同相； 沿线各点的输入阻抗均等于传输线的特性阻抗。,2019/4/26,6,工作状态分析 行波工作状态（无反射）,特性阻抗为50的传输线终端连接负载产生的VSWR为2，终端 处反射波没有相移，求使传输线处于行波工作状态的终端负载 应并联的电阻值。 【解】=2 由于终端处反射波无相移，所以 则终端处的负载阻抗为,例2.7,2019/4/26,7,工作状态分析 驻波工作状态（全反射）,全反射的条件 ZL=0 终端短路 ZL= 终端开路 ZL=jX 终端为纯电抗负载,2019/4/26,8,工作状态分析 驻波工作状态（全反射）,2019/4/26,9,驻波工作状态终端短路,终端短路 ZL=0，L= -1， ZL=0 ,沿线的输入阻抗,2019/4/26,10,驻波工作状态终端短路,2019/4/26,11,驻波工作状态终端短路,沿线电压电流分布状态 电压波腹点/波节点分布 电压波腹点（电压振幅最大，电流振幅最小）：距终端/4的奇数倍处 电压波节点（电压振幅最小，电流振幅最大）：距终端/2的整数倍处 某位置z处：电压随时间做正弦变化，电流随时间作余弦变化。空间相差为/2（电压波腹点对应于电流波节点；电流波节点对应于电压波腹点）。 某时刻t：电压随位置作正弦变化，电流随位置作余弦变化。时间相差为/2（电压达最大时电流为0；电流达最大时电压为0）。 电压与电流在时间和空间上的相位差均为/2，功率为无功功率，无能量的传输。,2019/4/26,12,驻波工作状态终端短路,2019/4/26,13,驻波工作状态终端短路,沿线的输入阻抗 沿线阻抗为纯电抗 距终端/4的奇数倍处：Zin=，U=Umax（并联谐振） 距终端/2的整数倍处：Zin=0，I=Imax（串联谐振） 0z/4：Zin= +jX（感性） /4z/2：Zin= -jX （容性）,2019/4/26,14,驻波工作状态终端短路,沿线的输入阻抗 当传输线的位置固定时，该点的输入阻抗也是频率的函数，将随频率而变化 。 阻抗匹配只能在某个固定的频率上 。,2019/4/26,15,驻波工作状态终端开路,沿线电压电流分布状态 电压波腹点/波节点分布 电压波腹点（电压振幅最大，电流振幅最小）：距终端/2的整数倍处 电压波节点（电压振幅最小，电流振幅最大）：距终端/4的奇数倍处 某位置z处：电压随时间作余弦变化，电流随时间作正弦变化。 某时刻t时：电压随位置作余弦变化，电流随位置作正弦变化。 电压与电流在时间和空间上的相位差均为/2，功率为无功功率，无能量的传输。,终端开路：ZL=，L= 1,2019/4/26,16,驻波工作状态终端开路,沿线的输入阻抗 沿线阻抗为纯电抗 距终端/2的整数倍处：Zin=，U=Umax （并联谐振） 距终端/4的奇数倍处：Zin=0，I=Imax（串联谐振） 0z/4：Zin= -jX（容性） /4z/2：Zin= jX（感性）,2019/4/26,17,驻波工作状态终端开路,2019/4/26,18,驻波工作状态终端开路,终端开路Vs.终端短路 只要将终端短路的传输线上电压、电流及阻抗分布从终端开始去掉/4线长，余下线上的分布即为终端开路的传输线上沿线电压、电流及阻抗分布。 距终端/8处阻抗 终端短路时： 终端开路时：,2019/4/26,19,驻波工作状态,终端短路传输线的输入阻抗与终端开路的传输线的输入阻抗相乘：,可通过测量传输线相同位置开路状态的输入阻抗 和短路状态的输入阻抗来获得传输线的特性阻抗。,2019/4/26,20,驻波工作状态沿线电压、电流,振幅分布的特点： 相邻的波腹和波节点相距/4 ，相邻两个波腹及相邻两个波节点相距/2 。 腹点总是腹点；节点总是节点。 相位分布的特点： 两节点间的相位相同。 同一节点两边相位相反。,2019/4/26,21,行驻波状态,终端反射系数 沿线电压/电流分布,2019/4/26,22,行驻波状态,2019/4/26,23,行驻波状态,沿线电压电流分布状态 沿线电压、电流呈非正弦的周期分布 电压波腹点 电压波腹点位置为 相应该处的电压、电流： 电压波腹点处输入阻抗为纯电阻：,2019/4/26,24,行驻波状态,电压波节点 电压波节点位置为 相应该处的电压、电流： 电压波腹点处输入阻抗为纯电阻： 电压波腹点和电压波节点相距/4。,2019/4/26,25,行驻波状态,沿线输入阻抗 沿线阻抗值是非正弦周期函数。 在电压波腹点和电压波节点处的输入阻抗为纯电阻。 阻抗具有/4变换性和/2重复性。,2019/4/26,26,行驻波状态,无耗传输线终端接负载ZL=40-j30。要使传输线