微波技术基础

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,微波技术基础,詹铭周,电子科技大学电子工程学院,地点：清水河校区科研楼,C305,电话：,61831021,电邮：,mzzhan,圆图的应用,1,、分析电路,简化计算,2,、综合电路,匹配设计,导纳圆图即把阻抗圆图旋转,180,度得到,1,、,用阻抗圆图求导纳,找出中心对称点,2,、阻抗圆图与导纳圆图叠加在一起的圆图，直接读出对应圆图上的数值即可。,3,、,注意用导纳圆图和用阻抗圆图时，应分别用导纳和阻抗作为设计参数为好。,4,、并联电路用导纳圆图，串联一般用阻抗圆图较为方便,5.10.3,圆图的应用（,三个方面,）,无耗传输线的阻抗（或导纳）变换,例,1.,已知无耗传输线的特性阻抗 ，工作波长,，终端负载 ，求：（,1,）,负载反射系数的模 和相角 ；（,2,）驻波系,数 和驻波相位 ；（,3,） 处的输,入阻抗 。,公式计算,直接求解法,画出等效电路图（,参考面,）,列出公式,写出相应步骤即可,（,1,）负载阻抗的归一化值为,在实用阻抗圆图上找出的圆的交点,A,，如图,延长 在单位圆上读出,圆图,图表法,（,2,）过,A,点作等,S,圆与 线交于,B,，与 线交于,C,，由,B,点的 值可得,由,A,、,C,两点所对应,的电长度的值可得,去归一化得,（,3,） 的归一化值为,固定,O,点，,OA,线顺时针旋转,1.24,电长度，到,D,点。读,出,D,点的归一化阻抗即为,去归一化得,无耗传输线上阻抗与导纳倒换，不同特性阻抗传输线 的串联、并联,例,2.,如图所示的无耗传输线电路中，已知,， ， ， ，,， ， ， ，,，,试求各线段 上的,驻波系数,S,和驻波相位。,公式计算,直接求解法,画出等效电路图,列出公式,写出相应步骤即可,将每一段彩色的线都等效为：,计算串或并联时需,去归一化,首先对负载阻抗及线长进行归一化,a).,求,在阻抗圆图上分别找出 和 所对应的点 和 ，,如图所示。以,O,为圆心，以 和 为半径分别作圆与,线交于,10,和,3,。于是就得,b).,求,先将分支线 和 在并联处 的输入阻抗 和,求出，为此，在圆图上将 和 分别顺时针旋转,和 得 、 ，读得 、 的归一化阻抗,去归一化,使用导纳计算 和 并联后的值。这里用圆图进行倒,换，因它们均为线段 的负载，应对 进行归一化：,分别对应阻抗圆图的 点和 点，如上图所示,和 的归一,化导纳：,线段的总负载导纳归一化值为两者之和：,将阻抗圆图视为导纳圆图 ，找出对应的点,B,，再将,倒换为 得,，即,最后，在阻抗圆图（实际又将导纳圆图视为阻抗圆图）,上找出 对应的点 ，以 为半径作等,圆与,V,max,线,相交。从交点的 值读出 为,C).,求 和,将 沿等,圆顺时针旋转 到 得,去归一化得,:,将 用 归一化为,在阻抗圆图上找出对应点，以,为半径作等,圆与 相交读得,C,对应的电长度为,0.218,。由,C,沿等,圆顺时针转到,V,min,线得,小结,正确的对阻抗（或导纳）进行归一化。计算不同特征,阻抗传输线段组成的电路时，在哪一段线上计算就对该,线段的特性阻抗归一化，在各线段的交接处必须进行换,算；,在阻抗圆图上由阻抗倒换成导纳后，若还要进行导纳,的运算，可将阻抗圆图视为导纳圆图使用。反之，在导,纳圆图上由导纳倒换成阻抗后，若再需要进行阻抗运算，,可将导纳圆图视为阻抗圆图继续使用,.,进行小损耗线的计算,例,3.,一小损耗传输线的特性阻抗 ，每波长,的衰减为 ，负载端的驻波系数 ，,，设线长 ，试求（）负载阻,抗 ；（）输入端驻波系数 ；（）输入,端阻抗 。,有耗线的工作参量与传输线特性参量和负载条件的相关公式联立求解,计算繁琐,工程上要求快速，在一定精度范围内就可以了。,（,1,）,.,在阻抗圆图上作 的圆如图所示,必然在,此圆上,.,以,O,为圆心，将,Ob,逆时针旋转,0.05,电长度（即 ）与 圆,相交于,C,点，则,C,点就代表 ，读出为,去归一化,精确的？,还是近似的？,（,2,）,.,注意：圆图上由负载端的反射系数求输入端反射,系数时，反射系数的矢径端点不再是沿等反射系数圆移,动而是沿逐渐变小的螺旋线移动。,(3).,在阻抗圆图上作 的圆， 必须在此圆上。,以,O,为圆心，将,OC,顺时针转动,0.8,电长度与 圆相交于,点,D,，,D,点就代表 ，读得,去归一化,史密斯圆图的应用,例：如图所示,（注意三段传输线的特性参量不一样）,求,Z,in,？,Z,l1,Z,l2,l,3,l,1,Z,in2,l,2,Z,02,g,Z,01,g,Z,in3,Z,in1,Z,in,Z,03,g,1,、计算,把,Z,in3,作为传输线,l,3,的负载，有,史密斯圆图的应用,解得！,2,、用史密斯园图求解。归一化,史密斯圆图的应用,作图求解思路：,在圆图上找到,Z,l1,点，即,R,l1,和,X,l1,两圆的交电,A,。,在圆图上找到,Z,l2,点，即,R,l2,和,X,l2,两圆的交电,B,。,以,A,点沿等,圆顺时针旋转电长度,l,1,到,C,点为,Z,in1,。具体为：,以原点为圆心，,OA,长为半径作等,圆；从原点出发，过,A,作单位圆的射线，其交点为,Z,l1,的电源波长度；在单位圆上顺时针旋转,l1,的点为,Z,in1,对应的电源波长度，并与原点连线，和等,圆的交点,C,就是,Z,in1,。（注意周期性，如果,l,1,0.5,，应去掉,0.5,的整倍数，只保留小数，因为旋转一周的电长度为,0.5,）,同理求出,Z,in2,点,D,。,过原点分别找出,Z,in1,和,Z,in2,的对称点为,Y,in1,和,Y,in2,。,史密斯圆图的应用,读出数字，去归一化,归一化,并在圆图上找到,Y,in3,作原点的对称点,E,，即为,Z,in3,，,史密斯圆图的应用,重复,可得,F,点，,F,点为,Z,in,，并读出数字，最后得,而且还可以求出驻波系数,S,和驻波相位,l,min,。,思考题：,如果取,Z,l2,0,或，调节,l,1,和,l,2,，能否使,或,史密斯圆图的应用,作业,5.13,，,5.15,，,5.17,5.195.22,5.24,，,5.27,，,5.30,，,5.31,