圆图.ppt

5.4 圆图及其应用 长线理论中的三套参量 反射系数 ? 输入阻抗 Zin 驻波比 ? 三套长线参量之间存在确定的换算关系，这种换算关系既可以用数学公式描述，也可以用图解的方法描述。 传输线的问题求解 解微分方程（组） 图解法:圆图 在工程上解决参数和匹配问题。 圆图仅是一种计算工具，它不包含任何新的概念。 圆图可以分为:阻抗圆图和导纳圆图。 圆图是如何构成的？圆图有什么用途？怎样使用圆图？ 1 圆图的构成 阻抗圆图是反射系数 ?(z)，输入阻抗 Zin(z) 及驻波参量 ?之间换算关系的图解表示法。 根据这个思路，可以分三个步骤绘出阻抗圆图： 5.4.1 等反射系数圆 以复数形式表示： 反射系数的模 在 0~1之间变化 z处反射系数的相位 等驻波系数圆 5.4.2 阻抗圆图 位置z处的输入阻抗： 例 如 以复数形式表示： 代入： 得： 消去 消去 在 r 一定时，Tu,Tv的轨迹构成复平面上的旋圆，称为等电阻圆 ， 被限制在反射系数模为1的单位园内 阻抗圆图中标只标出了四个量 a) 反射系数的幅角 ? b) 电长度 c) 归一化输入阻抗的虚部X d) 归一化输入阻抗的实部 R 阻抗圆图的特点 阻抗圆图总结： 圆图的应用 解1 负载阻抗： 传输线特性阻抗： 导纳圆图的原理和应用 并联时使用导纳圆图 微波系统中的匹配: 将匹配元件与波导并联或串联 并联是时用导纳圆图更为方便 导纳圆图：等电导圆和等电纳圆 阻抗圆图和导纳圆图共用 圆图应用规律 对串联等效电路用阻抗圆图，对并联等效电路用导纳圆图 圆图外圈标有向电长度和反射系数相角 5.8.1 三种匹配状态及其匹配方法 支节匹配的思想： 用并联形式的短路或者开路传输线支 提供一电纳，补偿或抵消主传输线中导致失配的电纳。(注：支节的特性阻抗与主传输线相同) 三种支节匹配形式： ① 单支节匹配 ② 双支节匹配 ③ 三支节匹配 （1）、单支节匹配 匹配步骤： 1. 调节d1使 2. 调节l1使 3. 并联后则 单支节的圆图匹配过程 1)使用了阻抗圆图和导纳圆图。 2)一般有两组解，选择d1和l1较短的一组解。 3)只对一个频率进行匹配，频率变化易导致失配。 4)频率特性不如单节?/4阻抗变换器。 5)d1位置的调节有时难以实现。 （2）、双支节匹配 双支节匹配的说明 支节长度的解有两组，选择较短的一组。 双支节的频率特性比单支节差。 存在匹配禁区，允许调配的电导 应满足 导纳圆图的构成方法是将反射系数、驻波参量和归一化输入导纳标在复数平面上。与构成阻抗圆图相同，可以分三个步骤画出导纳圆图，前两个步骤步与构成阻抗圆图的方法完全相同，第三个步骤需要将归一化输入阻抗换成归一化输入导纳。 由于归一化阻抗，归一化导纳都与反射系数有对应关系，因此，导纳圆图与阻抗圆图之间也应该存在某种对应关系。考察归一化输入阻抗、归一化输入导纳与反射系数的关系： 只要将反射系数的幅角增加 180o，则归一化输入阻抗就变为归一化输入导纳。 只要将阻抗圆图旋转 180o，并将圆图中的阻抗刻度直接作为导纳刻度，我们就得到了导纳圆图。 （g为归一化电导,b为归一化电纳。） 开路点 短路点 B点(u=-1, v=0) 短路点 开路点 A点（u=1, v=0) 电压波腹 电压波节 OB 线 电压波节 电压波腹 OA 线 感性半径 容性半径 下半圆（v0) 容性半径 感性半径 上半圆（v0) 导纳圆图 阻抗圆图 在圆图上 阻抗圆图绕圆图中心O旋转1800即得到导纳圆图 阻抗圆图与导纳圆图以圆图中心O对称 A O B 阻抗圆图 ? = 0 导纳圆图 ? = 0 归一化输入阻抗 则可在圆图上标出一点： 阻抗圆图 ? = 0 例 ，已知： Z = 1 + j 1.8， 做图就可直接求出： Y = 0.23 ? j 0.42 观察点在长线中的移动对应于等反射系数圆中的移动 圆图旋转一周为? /2 ，而不是? 传输线的匹配 5.8 阻抗匹配要求: 当传输线的特性阻抗与负载阻抗匹配时，传输线上无反射波，线上的电压与电流波形为行波，负载吸收全部入射功率。 信号源与传输线之间的阻抗匹配 匹配方法: 信号源与传输线之间加一匹配网络。图b中匹配网络I。 (1) 负载与传输线之间的阻抗匹配 匹配方法: 传输线和终端负载之间加一匹配网络。图b中匹配网络I。 (3) 信号源的共轭匹配 使信号源的输出功率达到最大的匹配状态称为共轭匹配状态。之所以称此时的匹配为共轭匹配是因为只有当传输线上的输入阻