微波技术3.pptx
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1、第1章 均匀传输线理论1、行波状态、行波状态2、驻波状态、驻波状态3、行驻波状态、行驻波状态4、传输线的等效问题、传输线的等效问题1.3 无耗传输线的状态分析无耗传输线的状态分析第1章 均匀传输线理论处处于于行行波波状状态态的的传传输输线线上上只只存存在在一一个个由由信信源源传传向向负负载载的的单单向向行行波波,传输线上任意一点的反射系数传输线上任意一点的反射系数(z)=0(1-3-1)行波状态就是终端无反射的传输状态行波状态就是终端无反射的传输状态,l=0,Zl=Z0,也可称此时的负载为匹配负载。也可称此时的负载为匹配负载。1.行波状态行波状态行波状态下传输线上的电压和电流行波状态下传输线上
2、的电压和电流第1章 均匀传输线理论设A1=|A1|ej0,考虑到时间因子ejt,则传输线上电压、电流瞬时表达式为 u(z,t)=|A1|cos(t+z+0)i(z,t)=cos(t+z+0)(1-3-2)传输线上任意一点z处的输入阻抗为 Zin(z)=Z0 综上所述综上所述,对无耗传输线的行波状态有以下结论对无耗传输线的行波状态有以下结论:沿线电压和电流振幅不变沿线电压和电流振幅不变,驻波比驻波比=1;电压和电流在任意点上都同相:电压和电流在任意点上都同相:t-z;传传输输线线上上各各点点阻阻抗抗均均等等于于传传输输线线特特性性阻阻抗抗Zin(z)=Z0。第1章 均匀传输线理论纯驻波状态就是终
3、端全反射传输状态,|l|=1。负载阻抗必须满足(1-3-3)由于无耗传输线的特性阻抗Z0为实数,因此要满足式(1-3-3),负载阻抗必须为短短路路(Zl=0)、开开路路(Zl)或或纯纯电电抗抗(Zl=jXl)三种情况之一。)三种情况之一。2.纯驻波状态纯驻波状态在上述三种情况下在上述三种情况下,传输线上入射波在终端将全部被反射传输线上入射波在终端将全部被反射,沿线入射波和反射波叠加都形成纯驻波分布沿线入射波和反射波叠加都形成纯驻波分布,唯一的差异在于驻波的分布位置不同。唯一的差异在于驻波的分布位置不同。第1章 均匀传输线理论(1)终端负载短路时)终端负载短路时 Zl=0,l=-1,传输线上任意
4、点z处的反射系数为(z)=-e-j2z,将之代入式(1-2-7)并经整理得(1-3-4)第1章 均匀传输线理论设A1=|A1|ej0,考虑到时间因子e jt,则传输线上电压、电流瞬时表达式为 u(z,t)=2|A1|cos(t+0+)sinz i(z,t)=cos(t+0)cosz此时传输线上任意一点z处的输入阻抗为(1-3-5)Zin(z)=jZ0tanz(1-3-6)第1章 均匀传输线理论图图 1-3 1-3 终端短路线中的纯驻波状态,给出了沿线电压、电流瞬时终端短路线中的纯驻波状态,给出了沿线电压、电流瞬时变化的幅度分布以及阻抗变化的情形。变化的幅度分布以及阻抗变化的情形。纯电感纯电感纯
5、电容纯电容/4阻抗变换性阻抗变换性第1章 均匀传输线理论 沿沿线线各各点点电电压压和和电电流流振振幅幅按按余余弦弦变变化化,电电压压和和电电流流相相位位差差 90,90,功功率率为为无功功率无功功率,即无能量传输即无能量传输;传输线上各点阻抗为纯电抗传输线上各点阻抗为纯电抗,在电压波节点处在电压波节点处Z Zinin=0,=0,相当于串联谐振相当于串联谐振,在电压波腹点处在电压波腹点处|Z Zin|,in|,相当于并联谐振相当于并联谐振,在在0 0z z /4/4内内,Z Zinin=j=jX X相当于一个纯电感相当于一个纯电感,在在/4/4z z /2/2内内,Z Zin=-jin=-jX
6、X相当于一个纯电容,相当于一个纯电容,在在z=n /2(n=0,1,2,)处电压为零处电压为零,电流的振幅值最大且等于电流的振幅值最大且等于2|A1|/Z0,称这称这些位置为电压波节点些位置为电压波节点,在在z=(2n+1)/4(n=0,1,2,)处电压的振幅值最大且等处电压的振幅值最大且等于于2|A1|,而电流为零而电流为零,称这些位置为电压波腹点称这些位置为电压波腹点;对无耗传输线终端短路情形有以下结论对无耗传输线终端短路情形有以下结论:从终端起每隔从终端起每隔/4阻抗性质就变换一次阻抗性质就变换一次,这种特性称为这种特性称为/4阻抗变换性。阻抗变换性。第1章 均匀传输线理论Zl=+,l=
7、1,+,传输线上任意点z处的反射系数为(z)=e-j2z,将之代入式(1-2-7)并经整理得(1-3-4)(2)终端开路时)终端开路时第1章 均匀传输线理论设A1=|A1|ej0,考虑到时间因子e jt,则传输线上电压、电流瞬时表达式为 u(z,t)=2|A1|cos(t+0)cosz i(z,t)=cos(t+0+)sinz此时传输线上任意一点z处的输入阻抗为(1-3-5)Zin(z)=-jZ0 cotz(1-3-6)第1章 均匀传输线理论 沿沿线线各各点点电电压压和和电电流流振振幅幅按按余余弦弦变变化化,电电压压和和电电流流相相位位差差 90,90,功功率率为为无功功率无功功率,即无能量传
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