[工学]a 第23章 无耗线工作状态

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1、§2.3无耗线工作状态分析以反射波的大小、即反射系数的三种状态定义线上的工作状态。ZL？1.行波状态行波1）条件：终端无反射,即GL=0，则由得此时传输线上：2）特性分析：电压表达式：向-z方向传播的波行波电压瞬时值：时间初始状态空间沿线的阻抗：电流振幅电压、电流振幅值

2、V(d)

3、z

4、I(z)

5、由于线上即无损耗也无反射，故其电压、电流振幅值为均匀分布（表明功率的全部传输）线上任一点的等效阻抗恒等于特性阻抗。电压振幅Zin(z)行波功率传输对于已知电源和内阻，如图，则输入端的输入阻抗为Zin=Z0,故由输入端和电源端所组成的等效电路为P+P-ZL=Z0EgRg输入端的电

6、流为输入端的输入功率为Zin*如信号源Rg=Z0，则由于传输线无耗，故能量均被负载吸收2.驻波状态1)条件：终端全反射，线上驻波②开路③接纯电抗①短路由可知有三种终端状态：2）特性分析：①终端短路线电压表达式其电流为电压V反射电压波与入射电压波的大小相等，方向相反；终端VL=0传输功率为无能量传输驻波电压电流瞬时值其模值或式中电压Vz´z´V(z’),I(z’)I(z´)V(z´)

7、I(z´)

8、

9、V(z)

10、z´

11、V(z´)

12、驻波沿线电压、电流振幅分布特性沿线电压、电流振幅分布呈驻波型，两相邻波腹（或）波节点的间距为l/2，即振幅具有l/2的重复性；终端是电压波节点、电

13、流波腹点(I—max)。波腹电压、波腹电流与传输线的特性阻抗之间的关系。在负载处(z´=0)：

14、V(z´)

15、

16、I(z´)

17、z´驻波为纯电抗，阻值范围为阻抗具有l/2的重复性，l/4的变换性沿线阻抗短路Shortcircuit

18、V(z´)

19、

20、I(z´)

21、z´在的范围内：等效为电容。在处串联谐振电路■在的范围内：等效为电感在处并联谐振电路开路终端

22、V(z´)

23、

24、I(z´)

25、z´´´´②终端开路线反射电压波与入射电压波的大小相等，方向相同；终端VL=2VL+则沿线电压电流为在负载处：终端是电压波腹点、电流波节点。具有l/2的重复性电流z´z´z´V(z´),I(z´)V(z

26、)I(z)驻波阻抗为纯电抗（从）开路(Opencircuit)终端在范围内，等效为电感在处并联谐振电路在范围内，等效为电容开路开路短路在处，可等效为串联谐振电路´´´z´z´由上关系式，如果能测得开路和短路阻抗，则可求出Z0和b。由开路阻抗和短路阻抗，则有如果只有短路负载，则应在某点测量短路输入阻抗之后，再移动四分之一波长再测量等效开路负载，再利用下式求解即可。ZL=012l/4则产生全反射，在线上形成驻波。③终端接纯电感负载无耗线等效短路线：沿线电压和电流的分布曲线可用一段小于的短路线等效该电感。在负载处，终端既不是电压（电流）波节点也不是电压（电流）波腹点。图2.

27、3-3终端接纯电感负载的沿线电压、电流和阻抗分布

28、V(z´)

29、

30、I(z´)

31、z´z´对于这一段等效短路线而言：则等效短路线的长度：∴此时负载为短路，故：

32、V(z´)

33、

34、I(z´)

35、z´z´④终端接纯电容负荷无耗线即：产生全反射，在线上形成驻波。图2.3-3端接纯电容负载的沿线电压、电流和阻抗分布

36、V(z´)

37、

38、I(z´)

39、z´z´

40、V(z´)

41、

42、I(z´)

43、z´z´等效开路线的长度：在负载处，终端既不是电压（电流）波节点也不是电压（电流）波腹点。等效开路线：沿线电压和电流的分布曲线可用一段小于的开路线（或长的短路线）等效该电容。电压、电流的振幅V(z)和I(z)是z的

44、函数，波节点和波腹点固定不变，两个相距为；负载为纯电感时，距负载最近的电压波腹点；在电压从0升到MAX之间；负载为纯电容时，距负载最近的电压波节点；驻波的特点短路线的终端是ZL=0，I=MAX，V=0；开路线的终端是ZL=∞，V=MAX，I=0；1）

45、V(z´)

46、

47、I(z´)

48、z´

49、V(z´)

50、

51、I(z´)

52、z´

53、V(z´)

54、

55、I(z´)

56、z´驻波4)传输线上任一点的输入阻抗为纯电抗，且随f和z变化；当f一定时，不同长度的驻波线可分别等效为电感、电容、串联谐振电路、并联谐振电路。3）电压或电流波节点两侧各点相位相反，相邻两节点之间各点的相位相同；2）各点上的电压和电流

57、随时间t和位置z变化都有的相位差，无能量传输和消耗；驻波1）条件：终端接一般复数阻抗时将产生部分反射，在线上形成行驻波终端阻抗：，反射系数3.行驻波状态ZL电压（电流）振幅2）特性分析：∵，终端产生部分反射，线上形成行驻波---无节点波，由线上电压、电流分布：则其模：=1=-1则可得到波腹、波谷值：注意：在Vmax点上有Imin，而在Vmin点上有Imax。ZL电压振幅电流电压最大点与电压最小点相差l/4V-=0.5V+时的行驻波的波形

58、V

59、max

60、V

61、min∵当将出现驻波最大点此时∵当将出现驻波最小点此时ZL电压（电流）振幅行驻波状态沿线各点的输入