传输线的特性参量.ppt

HarbinEngineeringUniversity 微波技术 第二章传输线理论 1 了解传输线的种类及分布参数和分布参数电路的概念 2 了解传输线方程及入射波和反射波的概念 3 掌握均匀无耗传输线的传播常数 相速 相波长和群速的概念 重点掌握输入阻抗 反射系数及驻波比之间的关系及求解方法 4 掌握均匀无耗传输线的三种工作状态的分析过程 包括传输线上电压 电流的分布 阻抗特性的分析与计算等 5 了解阻抗圆图的构成原理 会利用阻抗圆图进行传输线的分析和计算 6 了解阻抗匹配的目的和含义 对常用的负载阻抗匹配的方法 串联阻抗变换器法和单分支匹配器法要会分析和计算 学习的主要内容 HarbinEngineeringUniversity 2 3传输线的特性参量 HarbinEngineeringUniversity 传输线的特性参量主要包括 传播常数 特性阻抗 相速和相波长 输入阻抗 反射系数 驻波比 行波系数 和传输功率等 一 传播常数 对于低耗传输线有 无耗传输线 无耗 传播常数 一般为复数 可表示为 微波技术 2 3传输线的特性参量 对于微波传输线 也符合 HarbinEngineeringUniversity 传输线的特性阻抗定义为传输线上入射波电压与入射波电流之比 或反射波电压与反射波电流之比的负值 即 对于无耗传输线 则 在无耗或低耗情况下 传输线的特性阻抗为一实数 它仅决定于分布参数和 与频率无关 二 特性阻抗 微波技术 2 3传输线的特性参量 HarbinEngineeringUniversity 三 相速和相波长 入射波的相速为 对于微波传输线 所谓相波长定义为波在一个周期T内等相位面沿传输线移动的距离 即 相速是指波的等相位面移动速度 微波技术 2 3传输线的特性参量 四 输入阻抗 传输线终端接负载阻抗ZL时 距离终端z处向负载方向看去的输入阻抗定义为该处的电压U z 与电流I z 之比 即 均匀无耗传输线 微波技术 HarbinEngineeringUniversity 2 3传输线的特性参量 HarbinEngineeringUniversity 对给定的传输线和负载阻抗 线上各点的输入阻抗随至终端的距离l的不同而作周期 周期为 变化 且在一些特殊点上 有如下简单阻抗关系 3 当Z0为实数ZL为复数负载时 四分之一波长的传输线具有阻抗变换特性 在许多情况下 例如并联电路的阻抗计算 采用导纳比较方便 结论 1 传输线上距负载为半波长整数倍的各点的输入阻抗等于负载阻抗 2 距负载为四分之一波长奇数倍的各点的输入阻抗等于特性阻抗的平方与负载阻抗的比值 微波技术 2 3传输线的特性参量 HarbinEngineeringUniversity 五 反射系数 距终端z处的反射波电压Ur z 与入射波电压Ui z 之比定义为该处的电压反射系数 u z 即 电流反射系数 终端反射系数 传输线上任一点反射系数与终端反射系数的关系 微波技术 2 3传输线的特性参量 HarbinEngineeringUniversity 输入阻抗与反射系数间的关系 负载阻抗与终端反射系数的关系 上述两式又可写成 微波技术 2 3传输线的特性参量 HarbinEngineeringUniversity 六 驻波比和行波系数 电压 或电流 驻波比 定义为传输线上电压 或电流 的最大值与最小值之比 即 当传输线上入射波与反射波同相叠加时 合成波出现最大值 而反相叠加时出现最小值 驻波比与反射系数的关系式为 行波系数K定义为传输线上电压 或电流 的最小值与最大值之比 故行波系数与驻波比互为倒数 微波技术 2 3传输线的特性参量 HarbinEngineeringUniversity 传输线上反射波的大小 可用反射系数的模 驻波比和行波系数三个参量来描述 传输线的工作状态一般分为三种 1 行波状态 3 驻波状态 2 行驻波状态 驻波比的变化范围为 反射系数模的变化范围为 微波技术 行波系数的变化范围为 2 3传输线的特性参量 HarbinEngineeringUniversity 七 传输功率 传输功率为 为了简便起见 一般在电压波腹点 最大值点 或电压波节点 最小值点 处计算传输功率 即 在不发生击穿情况下 传输线允许传输的最大功率称为传输线的功率容量 微波技术