新微波第3章-传输线-2讲课讲稿.ppt

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1、新微波第3章-传输线-2传输线圆图圆图举例阻抗圆图上各点、线、面的意义匹配点－－（0，0）对应短路点－－（-1，0）对应开路点－－（1，0）对应纯电抗圆－－单位圆纯电抗线－－实轴x>0－－感性平面；x<0－－容性平面上半圆内的归一化阻抗为r＋jx，其电抗为感抗；下半圆内的归一化阻抗为r-jx，其电抗为容抗。实轴上的点代表纯电阻点；实轴左半径上的点表示电压驻波最小点、电流驻波最大点，其上数据代表rmin＝1/SWR；实轴右半径上的点表示电压驻波最大点、电流驻波最小点，其上数据代表rmax＝SWR；实轴左端点z＝0，表阻抗短路点，即电压驻波节点；实轴右端点z＝∞，代表阻抗开

2、路点，即电压驻波腹点；中心z＝1，代表阻抗匹配点。最外的︱︱＝1圆周上的点表纯电抗，其归一化电阻为零，短路线和开路线的归一化阻抗应落在此圆周上。从负载移向信号源，在圆图上沿顺时针方向旋转；从信号源移向负载，在圆图上沿反时针方向旋转；圆图上旋转一周为g／2（而不是g）。阻抗圆图特点导纳圆图的概念微波工程中，有时已知的不是阻抗而是导纳，并需要计算导纳；微波电路常用并联元件构成，此时用导纳计算比较方便。用来计算导纳的圆图称为导纳圆图。分析表明，导纳圆图即阻抗圆图。事实上，归一化导纳是归一化阻抗的倒数，二者与的关系完全一样：因此，由阻抗圆图上某归一化阻抗点沿等︱︱圆旋

3、转1800即得到该点相应的归一化导纳值；整个阻抗圆图旋转1800便得到导纳圆图，所得结果仍为阻抗圆图本身，只是其上数据应为归一化导纳值。计算时要注意分清两种情况：一是由导纳求导纳，此时将圆图作为导纳圆图用；另一种情况是需要由阻抗求导纳，或由导纳求阻抗，相应的两值在同一圆图上为旋转1800的关系。一、已知阻抗或导纳求反射系数及驻波系数1、归一化2、定阻抗点：找r圆和x圆的交点;3、定的大小;4、定SWR:5、定的：阻抗点与原点连线和坐标正实轴的交角;6、写出的表达式:或圆图的基本用法二、传输线上两点间的阻抗变换圆转动角度2βl，得z2点找出点，沿等再求出真实值Z2

4、=Zcz2，其中【例】设频率为3GHz，特性阻抗Zc=50，线长为3cm，终端接负载阻抗ZL=（50+j50），求输入阻抗。〖解〗负载阻抗ZL在A点（r=1，x=1），且将A点由原来的63.4度沿等反射圆朝电源方向移动216度（或0.3λ）后到达B点，B点就是输入阻抗点,如图所示:Zin=（20-j100）.三、阻抗与导纳的相互换算传输线上相隔λ/4的两点阻抗互成倒数关系，因此在圆图上找到阻抗点后，只要沿着圆移动λ/4就可以得到导纳点及其导纳值:四、由驻波系数求阻抗或导纳测出驻波系数SWR,即可知道负载阻抗在该等SWR圆上。测出驻波电压最小点的位置Lmin,即可定

5、出传输线上该点的阻抗为纯电阻r=1/SWR。量测负载点到驻波电压最小点的距离，将此距离用电长度表示，则沿等SWR圆从驻波电压最小点移动上述电长度数值就得到负载阻抗点。传输线圆图六、不同特性阻抗的传输线相接五、串联与并联串联时阻抗相加，用阻抗圆图；并联时导纳相加，用导纳图。这时必须对每段传输线分别进行归一化。〖例1〗同轴线特性阻抗Z0为50，负载阻抗ZL为100十j50，如图2.5－4(b)所示，求距离负载0.24处的输入阻抗。〖解〗计算归一化负载阻抗：圆图的应用在阻抗圆图上标出负载点，如图2.5－4(a)所示。以ZL点沿等圆顺时针旋转电长度0.24到Zin点，读

6、得Zin＝0.42－j0.25。因此距负载0.24处的输入阻抗为：Zin＝(0.42－j0.25)×50＝21－j12.5()在阻抗圆图上标出负载点，如图2.5－4(a)所示。以ZL点沿等圆顺时针旋转电长度0.24到Zin点，读得Zin＝0.42－j0.25。因此距负载0.24处的输入阻抗为：Zin＝(0.42－j0.25)×50＝21－j12.5()〖例2〗测得传输线终端短路时输入阻抗为＋j106，开路时输入阻抗为－j23.6，终端接实际负载时的输入阻抗Zin＝25－j70。求：负载阻抗值。有〖解〗由：传输线的特性阻抗为：归一化短路输入阻抗为如图2.5

7、-5所示，终端短路点zL＝0，位于圆图实轴左端点。可知测量点距负载的长度为0.180；当终端接实际负载时，测量点归一化输入阻抗为：0.1570.337距短路负载电长度为0.18，故负载应位于该点向负载转0.18，对应0.157处，由其与对应ρ圆交点查得:或0.1570.337〖例3〗在Zo为50的无耗线上测得SWR为5，电压驻波最小点出现在距负载／3处，如图所示，求负载阻抗值。〖解〗电压驻波最小点rmin＝l／5＝0.2，在阻抗圆图实轴左半径上，如图所示。以rmin点沿等SWR＝5的圆反时针旋转／3得到ZL＝0.77十j1.48，