微波技术微波技术第二章(3-1)课件.ppt

1、 传输线的工作状态是指端接不同负载时，沿线电压、电流及传输线的工作状态是指端接不同负载时，沿线电压、电流及阻抗的分布规律。阻抗的分布规律。一、行波状态一、行波状态(无反射情况无反射情况)当当 ZL=Z0 时时,G2=(ZL-Z0)/(ZL+Z0)=0,G(z)=0；或传输线相或传输线相当于无限长时，无反射，只有当于无限长时，无反射，只有入射行波入射行波。均匀无耗传输线的工作状态分为三种：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负载无反射的行波状态|G|=0，r=1，K=1。(2)负载全反射的驻波状态负载全反射的驻波状态|G|=1，r=，K=0。(3)负载部分反射的行驻波状态

2、负载部分反射的行驻波状态 0|G|1，1 r，0 K 0)时，因负时，因负载不消耗能量，载不消耗能量，终端仍产生全反射，沿线呈驻波分布。终端仍产生全反射，沿线呈驻波分布。(1)负载为纯感抗负载为纯感抗(ZL=jX (X0)终端的纯感抗可用一段特性阻抗为终端的纯感抗可用一段特性阻抗为Z0、长度为、长度为l0(0 l0 0)终端的纯容抗可用一段终端的纯容抗可用一段特性阻抗为特性阻抗为Z0、长度为长度为l0(/4 l0 0)时时,终端均终端均产生全反射产生全反射,沿线电压沿线电压、电流呈电流呈驻波驻波分布分布,(1)驻波驻波波腹值为入射波幅值的两倍，波节值等于零。短路波腹值为入射波幅值的两倍，波节值

3、等于零。短路线终端为电压波节、电流波腹线终端为电压波节、电流波腹；开路线终端为电压波腹、电流波开路线终端为电压波腹、电流波节节；接纯电抗负载时，；接纯电抗负载时，终端既非波腹、也非波节。终端既非波腹、也非波节。电压波腹电压波腹(电流波节电流波节):(点击点击WinTLS程序演示程序演示驻波驻波)三、行驻波状态三、行驻波状态(部分反射情况部分反射情况)当负载为任意阻抗当负载为任意阻抗ZL=R jX(R0，X0 或或 ZL=RLZ0)时时00002)()(ZjXRZjXRZZZZLL-22002202)(2)(XZRXZjXZR-)212(22-je)222(2)arg(1)()(02222220

4、22020-XZjXZRXZRXZR)e122()()2(22-zjez|G G|1，表明反射波的幅度小于入射波，入射功率有一部分，表明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行驻波波(既有既有行波行波成分又有成分又有驻波驻波成分成分)状态。状态。)232(1)()(1)()(1)()(1)()()2(2)2(222-zjiizjiiezIzzIzIezUzzUzU1.沿线电压、电流及输入阻抗的分布沿线电压、电流及输入阻抗的分布对上式取模，并注意到对上式取模，并注意到,)()(22iii

5、iIzIUzU，)242()2cos(21)()2cos(21)(2222222222-zIzIzUzUii得得。022ZUIii式中，式中，2.沿线的电压、电流振幅及阻抗分布特点沿线的电压、电流振幅及阻抗分布特点 将式将式(2-22)代入式代入式(2-24)、式式(2-11b),可由此画出行驻波沿线的可由此画出行驻波沿线的电压、电流振幅及阻抗分布曲线，并分析得出以下分布特点：电压、电流振幅及阻抗分布曲线，并分析得出以下分布特点：)b112(tantan)(000-zjZZzjZZZzZLLin Zin(z)为为 将式将式(2-12e)代入式代入式(2-12c)，得端接任意负载时沿线电压、，得

6、端接任意负载时沿线电压、电流复数值的一般表示式为电流复数值的一般表示式为(1)当当 2 z-2=2n (n=0，1，2，)，即在即在 z=(2)/(4)+n /2 (2-25a)1)2cos(2-z)242()2cos(21)()2cos(21)(2222222222-zIzIzUzUii处为电压波腹点、电流波节点：处为电压波腹点、电流波节点：-)1()()1(22min22maxIzIUUii)b252(-由于由于0|G|Z0)。1(0rZRRinin）波腹波腹)a292(-其归一化输入电阻其归一化输入电阻1)2cos(2-z)242()2cos(21)()2cos(21)(22222222

7、22-zIzIzUzUii(2)当当 2 z-2=(2n+1)(n=0,1,2,)，即在即在 z=(2)/(4)+(2n+1)/4 (2-26a)处为电压波节点、电流波腹点：处为电压波节点、电流波腹点：-)1()()1(22max22minIzIUUii)b252(-可见，对于行驻波，有可见，对于行驻波，有,02miniUU2max22iiIII)2(22(-zje）电压波节2)12(2enj-为为负实数负实数。1)(1)(22maxminzIzUIUZiiin-）电压波节）波节(10inRZrmininR亦为亦为纯阻纯阻(Z0 G20(正实数正实数)，2=0，终端为电压波腹点、电流波节点终端

8、为电压波腹点、电流波节点。2)ZL=RL Z0 G2 Z0;b)ZL=R,R Z0;0 2 距终端最近的电压波腹点的位置为距终端最近的电压波腹点的位置为 0 lmax/4 距终端最近的电压波节点的位置为距终端最近的电压波节点的位置为 /4 lmin0)容性复阻抗容性复阻抗 则则 2 2，/4 lmax/2,0 lmin0)感性复阻抗感性复阻抗 3)、4)情况下情况下,即终端接一般复数阻抗时，沿线电压、即终端接一般复数阻抗时，沿线电压、电流及阻抗分布见图电流及阻抗分布见图2-17 c)、d)。由式由式(2-22)和式和式(2-25a)、式式(2-26a)可得：得：图图2-17 终端接一般负载阻抗时沿线电压、电流及阻抗分布终端接一般负载阻抗时沿线电压、电流及阻抗分布 c)ZL=R+jX,X 0;d)ZL=R-jX,X 0