微波技术复习

1、波长：1m-0.1mm 频率：300MHz-3000GHz 分米、厘米、毫米和亚毫米波)()()()(11zUYdzzdIzIZdzzdU111111,CjGYLjRZ)(1)()(21021zzzzeAeAZzIeAeAzU11111110CjGLjRYZZZj)(1111112CjGLjRYZ0Z传输线的特性阻抗传输线的特性阻抗 传输线的传输常数传输线的传输常数 衰减常数衰减常数相移常数相移常数 zjei离开源向负载传输的离开源向负载传输的u、i离开负载端向源传输的离开负载端向源传输的u、i 入射波入射波zje反射波反射波(1)已知终端电压和电流。已知终端电压和电流。(3)已知信号源电动势

2、和内阻以及负载阻抗。已知信号源电动势和内阻以及负载阻抗。zzzzeZZIUeZZIUzIeZIUeZIUzU0011001101101122)(22)( 0Z11)0(,)0(IIUU根据已知条件，在始端则令， 0211211ZAAIAAU2201120111ZIUAZIUA传输特性参数传输特性参数l特性阻抗特性阻抗l传播常数传播常数l相速与波长相速与波长传输线状态参量传输线状态参量l定义定义l计算公式计算公式l特殊情况特殊情况CjGLjRIzUzIzUZrrii)()()(0无耗传输线无耗传输线R=G=0低耗传输线低耗传输线CLz 0CLCGLRjCLCjGLjRCLCjGLjRZ)(211

3、)211)(211 (0导行波电压与电流之比 常用：常用：250、400、600欧欧l直径为直径为d、间距为、间距为D的平行双导线的的平行双导线的特性阻抗特性阻抗dDZ2ln1200l内外半径分别为的内外半径分别为的a、b无耗同轴线无耗同轴线特性阻抗特性阻抗baZln600常用：常用：50、75欧欧jCjGLjR)(l定义定义l计算公式计算公式l特殊情况特殊情况无耗传输线无耗传输线R=G=0低耗传输线低耗传输线LC0CGLR,LCjCLGLCRCjGLjRLCjCjGLjR)(21)1 ()1 ()(2121LCGZZRCLGLCRdc222200传输线上波的幅度和相位变化,即导行波传播过程中

4、衰减和相移的物理量 1212ttzzvprppfv0l相速定义相速定义l相速公式相速公式 l波长定义波长定义l波长公式波长公式l特殊情况特殊情况l定义定义l公式公式)()()()()()()(zIzIzUzUZIZUzZririin传输线上任意一点的输入阻抗不仅与负载有关，而且也与其位置有关。不等同于传输线特性阻抗（行波电压与电流之比）；不等同于传输线负载阻抗（负载端总电压与总电流之比）0,j)()()()()()(101011zchIZzshUzIzshZIzchUzU22xxxxeechxeeshxxjxejxsincos)sin()cos()()sin()cos()(022022zZUj

5、zIZIzZjIzUzU)tan()tan()(000zjZZzjZZZzZLLin)tan()tan()(000zjYYzjYYYzYLLin终端条件22IZUL)tan()tan()(000zjZZzjZZZzZLLinl定义定义l公式公式l因为因为l所以所以)(1)()(21021zzzzeAeAZzIeAeAzU)()()(212212zeAAzeAAzuIzjuzj)()(, , , , ,)()(zIzIzUzUirIiruzjLzjLLzjeeZZZZeAAz2200212)(ljLLLLeZZZZ00终端反射系数终端反射系数2201120111ZIUAZIUA0012ZZZZA

6、ALL)2()(LzjLezsVSWRIIUUmanmanminmin定义定义公式公式沿电压（或电流）的最大值与最小值之比行波系数行波系数1K)()()()()(zIzIzUzUzTitit入射电压（或电流）传输电压（或电流）传输系数传输系数)(1)(1)()()(0zzZzIzUzZin00)()()(ZzZZzZzinin)(1)()()()(1)()()(011zeZAzIzIzIzeAzUzUzUzjrizjriLLLZZ11000ZZZZLLL11ririUUUU11ririmanUUUUUUmin11ririUUUU无耗传输线的三种不同工作状态无耗传输线的三种不同工作状态：无耗传输

7、线传输特点无耗传输线传输特点：行波状态行波状态纯驻波状态纯驻波状态行驻波状态行驻波状态行波状态行波状态：无反射传输状态：无反射传输状态。传输方程传输方程特特点点zjizjieZAzIzIeAzUzU011)()()()(0)(ZzZin驻波状态驻波状态终端反射系数终端反射系数=1，驻波比，驻波比=无穷大无穷大传输线上反射波等于入射波（全反射）传输线上反射波等于入射波（全反射）。特点特点形成条件形成条件zjLLezZ2)(, 1, 0, 1,LLZ00000jLLLLLeZjXZjXZZZZjXZ驻波状态驻波状态传输线上的反射波小于入射波传输线上的反射波小于入射波（呈部分反射状态）（呈部分反射状

8、态）。特点特点微波源的匹配微波源的匹配负载匹配负载匹配 p匹配时传输给传输线和负载的功率最大匹配时传输给传输线和负载的功率最大且馈线中的功率损耗最小；且馈线中的功率损耗最小；p阻抗失配时传输大功率容易导致击穿；阻抗失配时传输大功率容易导致击穿；p阻抗失配时的反射波对信号源产生频率牵阻抗失配时的反射波对信号源产生频率牵引，使信号源工作不稳定，甚至不能工作。引，使信号源工作不稳定，甚至不能工作。负载匹配负载匹配信号源阻抗匹配信号源阻抗匹配信号源共轭匹配信号源共轭匹配：吸收最大功率。吸收最大功率。传输效率最高，功率容量最大。传输效率最高，功率容量最大。工作较稳定。工作较稳定。:当负载阻抗等于传输线上

9、特性阻抗时的匹配称当负载阻抗等于传输线上特性阻抗时的匹配称为负载匹配为负载匹配.:使负载无反射、只有入射波而无反射波、负载使负载无反射、只有入射波而无反射波、负载完全吸收微波功率、形成行波传输。完全吸收微波功率、形成行波传输。：供给传输线的输入功率不随负载变化。供给传输线的输入功率不随负载变化。常用方法是加一个去耦衰减器或非互易隔离器。常用方法是加一个去耦衰减器或非互易隔离器。:信号源的内阻等于传输线的特性阻抗时，信号信号源的内阻等于传输线的特性阻抗时，信号源与传输线是匹配的，称信号源为匹配源。源与传输线是匹配的，称信号源为匹配源。:使信号源端无反射。使信号源端无反射。:使使信号源的输出功率最

10、大信号源的输出功率最大。:信号源共轭匹配要求传输线输入阻信号源共轭匹配要求传输线输入阻抗与信号源内阻互为共轭值。抗与信号源内阻互为共轭值。*ginZZ目目的的常用阻抗常用阻抗匹配方法匹配方法一方面在信号源与传输线连接处应用阻抗一方面在信号源与传输线连接处应用阻抗匹配器使信号源输出端达到其共扼匹配，使匹配器使信号源输出端达到其共扼匹配，使信号源输出最大功率。信号源输出最大功率。另一方面在传输线与负载之间应用阻抗匹另一方面在传输线与负载之间应用阻抗匹配器使负载与传输特性阻抗相匹配，使传输配器使负载与传输特性阻抗相匹配，使传输线上形成行波传输，负载接收信号源输出的线上形成行波传输，负载接收信号源输出

11、的最大功率。最大功率。 阻抗调配法阻抗调配法支节调配器法支节调配器法4 串联阻抗匹配法串联阻抗匹配法 并联支节匹配法并联支节匹配法 单支节调配器法单支节调配器法 双支节调配器法双支节调配器法 多支节调配器法多支节调配器法4阻抗调配法阻抗调配法 负载阻抗为纯电阻负载为任意阻抗4阻抗调配法阻抗调配法方法 4阻抗调配法阻抗调配法-负载阻抗为纯电阻匹配方法 0ZRZLL401ZLLLinRZjRZjZRZZ2010101014tan4tan2LRZZ001当传输线的特性阻抗 时，实现了阻抗匹配负载阻抗不为纯电阻 方法 minlminl利用阻抗圆图求出 串联单支调配器串联单支调配器并联单支调配器并联单支

12、调配器 串联单支调配器串联单支调配器负载阻抗不为纯电阻 离负载第一个电压波腹点位置及该点阻抗分别为 LLLjXRZmax11lllLjLe01max4ZZlL参考面AA处主传输线上的输入阻抗为 1111010101)tan()tan(jXRljZZljZZZZin终端短路短路串联支节输入阻抗为)tan(202ljZZin总的输入阻抗为 )tan(201121ljZjXRZZZininin要使其与传输向特性阻抗匹配，只有0)tan(20101lZXZR1)tan(1)tan(10012101ZZZZlZZl1arctan21arctan221ll并并联单支调配器联单支调配器负载阻抗不为纯电阻 离

13、负载第一个电压波节点位置及该点阻抗分别为 参考面AA处主传输线上的输入导纳为 01min44YYlL1111010101)tan()tan(jBGljYYljYYYYin)()()()(11zUYdzzdIzIZdzzdU111111,CjGYLjRZ)(1)()(21021zzzzeAeAZzIeAeAzUCjGLjRIzUzIzUZrrii)()()(0jCjGLjR)(1212ttzzvp(1)已知终端电压和电流。已知终端电压和电流。(2)已知始端电压和电流。已知始端电压和电流。(3)已知信号源电动势和内阻已知信号源电动势和内阻以及负载阻抗。以及负载阻抗。l特性阻抗特性阻抗l传播常数传播

14、常数l相速与波长相速与波长rppfv0)()()()()()()(zIzIzUzUZIZUzZririin)tan()tan()(000zjZZzjZZZzZLLinzjLzjLLzjeeZZZZeAAz2200212)(ljLLLLeZZZZ00)2()(LzjLezsVSWRIIUUmanmanminmin)(1)(1)()()(0zzZzIzUzZin00)()()(ZzZZzZzinin11ririUUUU11无耗传输线的三种不同工作状态无耗传输线的三种不同工作状态：无耗传输线传输特点无耗传输线传输特点：负载阻抗不同则波的反射也不同负载阻抗不同则波的反射也不同;反射波不同则合成波不同反

15、射波不同则合成波不同;合成波的不同意味着传输线有不同的工作状态合成波的不同意味着传输线有不同的工作状态行波状态行波状态纯驻波状态纯驻波状态行驻波状态行驻波状态负载匹配负载匹配信号源阻抗匹配信号源阻抗匹配信号源共轭匹配信号源共轭匹配 阻抗调配法阻抗调配法支节调配器法支节调配器法4 串联阻抗匹配法串联阻抗匹配法 并联支节匹配法并联支节匹配法 单支节调配器法单支节调配器法 双支节调配器法双支节调配器法 多支节调配器法多支节调配器法解终端反射系数为终端反射系数为653294741100100751001007501011jjjjjZZZZ08. 31111已知信号频率为已知信号频率为3GHz,3GHz,则其波长为则其波长为cmmfc101 . 01031039865329)10(1jcm由于2