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文档简介

5-5 无损耗线驻波,无损耗线(lossless line)：,R0=0，G0=0,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,终端匹配的无损耗线,O,x,U, I,U1,I1,终端匹配的有损耗线,终端匹配的无损耗线,终端开路的无损耗线,设,称为电压波腹(wave loop),称为电压波节(wave node),设 u = 0,，电压最大,，电压最小,电流波节(wave loop)处,电流波腹(wave node) 处,电压波腹位于,电流波腹位于,有效值沿线分布图,驻波(standing wave)：,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。,输入阻抗,终端短路的无损耗线,终端短路的无损耗线上也形成驻波。,电压波节位于,电流波节位于,有效值沿线分布图,输入阻抗,/4的无损耗短路线，其输入阻抗为无限大，故可用/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。,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。,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,例2,有一对位于空气中的无损耗均匀线，其长度为7 m，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)。,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,终端电流相量为,时间函数表达式为,U, I,3V,30mA,U,I,7,O,有效值沿线分布图为,(b) 终端短路时,始端输入阻抗为,无损耗
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