1.3均匀无耗传输线三种状态分析.pptVIP

当传输线为半无限长或负载阻抗等于传输线特性阻抗时，ΓL=0和Γ(z)＝0，ρ=l，此时线上只有入射波，没有反射波，传输线工作在行波状态。行波状态意味着入射波功率全部被负载吸收，即负载与传输线相匹配。 由此可见，当终端短路时，终端电压反射波与入射波等幅反相；而电流反射波与入射波等幅同相。终端电压为零，而电流为入射波电流的二倍。 * 1.3.1 行波状态1.3.2 驻波状态1.3.3 行驻波状态 行驻波状态 驻波状态 行波状态 工作状态 1? ? ? 1 ? 0??(z′) ?1 -1,1, ??(z′) ?=1 0 ?(z′) RL?jXL 0,?,?jXL Z0（或半无限长传输线） ZL 1.3.1 行波状态（无反射） 传输线的工作状态是指终端接不同负载时，电压、电流波沿线的分布状态。 入射波功率全部被负载吸收 Zs = Z0 Z0 （1）线上电压、电流的复数表达式为： （2）电压、电流的瞬时值表达式为： （3）沿线各点的阻抗为： （4）沿线各点的输入阻抗、反射系数、驻波比为： （5）负载吸收的功率为： 由此可得行波状态下的分布规律： (1)线上电压和电流的振幅恒定不变； (2)电压行波与电流行波同相，它们的相位是位置z和时间t的函数： (3)线上的输入阻抗处处相等，且均等于特性阻抗，即Zin(z)=Z0。 1.3.1 行波状态1.3.2 驻波状态1.3.3 行驻波状态 行驻波状态 驻波状态 行波状态 工作状态 1? ? ? 1 ? 0??(z) ?1 -1,1, ??(z′) ?=1 0 ?(z′) RL?jXL 0,?,?jXL Z0（ 或Z0半无限长传输线） ZL 当传输线终端短路(ZL＝0)、开路(ZL=∞)或接纯电抗负载(ZL=?jXL)时，终端的入射波将被全反射，沿线入射波与反射波叠加形成驻波分布。驻波状态意味着入射波功率一点也没有被负载吸收，即负载与传输线完全失配。驻波状态下，|Γ(z)|=1、ρ=∞。 Zs = Z0 jXL 1.3.2 驻波状态（全反射） 1． 终端短路(ZL=0) （1）终端状态负载阻抗ZL=0，ΓL=-1，ρ=∞因而: （2）沿线电压、电流和阻抗分析 (a) 沿线电压、电流的复数表达式 可画出沿线电压电流的振幅分布。 上式取模得： 当d=(2n十1)λ／4，(n=0、l、…)时，电压振幅恒为最大值，而电流振幅恒为零，这些点称之为电压的波腹点和电流的波节点； 当d=nλ／2，(n=0、l、…)时，电流振幅恒为最大值，而电压振幅恒为零，这些点称之为电流的波腹点和电压的波节点。 可见，波腹点和波节点相距λ／4。两相临波腹或两相邻波节相距λ／2。终端为电压波节，电流波腹。 (b)沿线任一点的阻抗 纯电抗，取值范围：-j∞—+j∞。可画出沿线阻抗分布。 2．终端开路(ZL=∞) （1）终端状态 负载阻抗ZL=∞， ΓL=1，ρ=∞，因而: 由此可见，当终端开路时，终端电压反射波与入射波等幅同相；而电流反射波与入射波等幅反相。终端电压为入射波电压的二倍，而电流为零。 （2）沿线电压、电流和阻抗分析 (a) 沿线电压、电流的复数表达式 画出沿线电压电流的振幅分布，如图所示。 为纯电抗，取值范围：-j∞—+j∞。可画出沿线阻抗分布，如图所示。 (b)沿线任一点的阻抗 2．终端开路(ZL=∞) （3）结论： 开路时的驻波状态分布规律：与终端短路相比不难看出，只要将终端短路的传输线上电压、电流及阻抗分布从终端开始去掉长度λ／4，余下线上的分布即为终端开路时的电压、电流及阻抗分布。终端为电压波腹、电流波节。 2．终端开路(ZL=∞) 均匀无耗传输线终端接纯电抗负载ZL=jX时，因负载不消耗能量，终端仍将产生全反射，入射波与反射波相叠加，终端既不是波腹也不是波节，但沿线仍呈驻波分布。此时终端电压反射系数为 式中: ， 3.终端接纯电抗负载(ZL=jX) 此感抗可用一段特性阻抗为Z0、长度为d0(d0＜λ／4)的短路线等效，如图中的虚线所示。长度d0可由下式确定: (1)负载为纯感抗(XL＞0) 因此，长度为d、终端接感性负载的传输线，沿线电压、电流及阻抗的变化规律与长度为d+d0的短路线上对应段的变化规律完全一致，距终端最近的是电压波腹、电流波节，该点距终端的距离为：λ／4－d0。 因此，长度为d、终端接容性负载的传输线，沿线电压、电流及阻抗的变化规律与长度为d+d0的短路线上对应段的变化规律