《均匀传输线理论》PPT课件

《《均匀传输线理论》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1.2传输线阻抗与状态参量由上一节可知,对无耗均匀传输线,线上各点电压U(z)、电流I(z)与终端电压Ul、终端电流Il的关系如下(1-2-1)式中,Z0为无耗传输线的特性阻抗;β为相移常数。1.输入阻抗定义传输线上任意一点z处的输入电压和输入电流之比为该点的输入阻抗,记作Zin(z),即(1-2-2)(1-2-3)式中,为终端负载阻抗。由式（1-2-1）得上式表明:均匀无耗传输线上任意一点的输入阻抗与观察点的位置、传输线的特性阻抗、终端负载阻抗及工作频率有关,且一般为复数,故不宜直接测量。另外,无耗传输线上任意相距

2、λ/2处的阻抗相同,一般称之为λ/2重复性。［例1-1］一根特性阻抗为50Ω、长度为0.1875m的无耗均匀传输线,其工作频率为200MHz,终端接有负载Zl=40+j30(Ω),试求其输入阻抗。可见,若终端负载为复数,传输线上任意点处输入阻抗一般也为复数,但若传输线的长度合适,则其输入阻抗可变换为实数,这也称为传输线的阻抗变换特性。解:由工作频率f=200MHz得相移常数β=2πf/c=4π/3。将Zl=40+j30(Ω),Z0=50，z=l=0.1875及β值代入式（1-2-3）,有定义传输线上任意一点z处的反

3、射波电压（或电流）与入射波电压（或电流）之比为电压（或电流）反射系数,即(1-2-4)2.反射系数由式（1-1-7）知,Γu(z)=-Γi(z),因此只需讨论其中之一即可。通常将电压反射系数简称为反射系数,并记作Γ(z)。由式（1-1-7）及（1-1-10）并考虑到γ=jβ,有式中,,称为终端反射系数。于是任意点反射系数可用终端反射系数表示为(1-2-5)(1-2-6)3.输入阻抗与反射系数的关系由式（1-1-7）及（1-2-4）得(1-2-7)于是有(1-2-8)式中,Z0为传输线特性阻抗。式(1-2-8)还

4、可以写成由此可见,当传输线特性阻抗一定时,输入阻抗与反射系数有一一对应的关系,因此,输入阻抗Zin(z)可通过反射系数Γ(z)的测量来确定。(1-2-9)当z=0时,Γ(0)=Γl,则终端负载阻抗Zl与终端反射系数Γl的关系为(1-2-10)这与式（1-2-5）得到的结果完全一致。显然,当Zl=Z0时,Γl=0,即负载终端无反射,此时传输线上反射系数处处为零,一般称之为负载匹配。而当Zl≠Z0时,负载端就会产生一反射波,向信源方向传播,若信源阻抗与传输线特性阻抗不相等时,则它将再次被反射。4.驻波比对于

5、无耗传输线,沿线各点的电压和电流的振幅不同,以周期变化。为了描述传输线上驻波的大小,我们引入一个新的参量——电压驻波比。定义传输线上波腹点电压振幅与波节点电压振幅之比为电压驻波比,用ρ表示：电压驻波比有时也称为电压驻波系数,简称驻波系数,其倒数称为行波系数,用K表示。于是有(1-2-11)(1-2-12)由于传输线上电压是由入射波电压和反射波电压叠加而成的,因此电压最大值位于入射波和反射波相位相同处,而最小值位于入射波和反射波相位相反处,即有(1-2-14)(1-2-13)将式（1-2-13）代入式（1-2-11

6、）,并利用式（1-2-4），得由此可知,当

7、Γl

8、=0即传输线上无反射时,驻波比ρ=1;而当

9、Γl

10、=1即传输线上全反射时,驻波比ρ→∞,因此驻波比ρ的取值范围为1≤ρ＜∞。可见，驻波比和反射系数一样可用来描述传输线的工作状态。于是,

11、Γl

12、可用ρ表示为(1-2-15)[例1-2］一根75Ω均匀无耗传输线,终端接有负载Zl=Rl+jXl,欲使线上电压驻波比为3,则负载的实部Rl和虚部Xl应满足什么关系？于是由式（1-2-10）得解:由驻波比ρ=3,可得终端反射系数的模值应为将Zl=Rl+jXl,Z0=75Ω代入上式

13、,整理得负载的实部Rl和虚部Xl应满足的关系式为(Rl-125)2+X2l=1002即负载的实部Rl和虚部Xl应在圆心为（125,0）、半径为100的圆上,上半圆对应负载为感抗,而下半圆对应负载为容抗。