均匀无耗传输线的工作状态分析.pptVIP

图1.4-5 行驻波状态的电压、 电流振幅分布 (3) 任意z′处的阻抗为 (1.4-23) 　　画出传输线行驻波状态的阻抗图形， 如图1.4-6所示， 其性质如下：  　　① 行驻波阻抗依然有二分之一波长周期性。  　　② 感性和容性(也可以说是串联谐振和并联谐振)电抗有四分之一波长变换性质。  　　③ 在电压波节点， 阻抗为纯阻， 但最小， 即 (1.4-24) 在电压波腹点， 阻抗也是纯阻， 但最大， 即 (1.4-25) 图1.4-6 传输线行驻波状态的阻抗图形 (4) 根据式(1.3-35)， 传输功率的一般表示式为 (1.4-26) ① 对于行波传输线， Γ(z′)=0， (1.4-27) ② 对于全驻波传输线， |Γ(z′)|=1， (1.4-28) 　　③ 对于行驻波传输线， 在电压波腹点或波节点处， 由于阻抗是纯阻， 因此电压、 电流必然同相， 有 (1.4-29) 表1.3-1 传输线的工作状态与工作参数之间的关系 ~ i u Il Ul z’ z’ 同一个传输线上各点在等|Γ|圆上，两点之间的距离可由Δφ确定。向源的方向，反射系数的幅角减小。 例1.5-3】已知 ，求距负载l=0.24λg处的输入阻抗。 例1.5-4】在Z0为50Ω的均匀无耗传输线上ρ=5，电压波节点距负载λg/3，求负载阻抗。 电压波节点 解： 1.4 均匀无耗传输线的工作状态分析 1.4.1 行波状态（无反射情况） 无限长传输线或者 入射波功率全部被负载吸收，负载与传输线匹配。 ~ i u Il Ul z’ z’ 传输线上只有入射波没有反射波，传输线工作在行波状态。 ~ i u Il Ul z’ z’ (1.4-1)有错 电压和电流的相位相同，由于无耗线Z0是实数。 （1）线上的电压（电流）的振幅沿线恒定不变。 （2）电压行波和电流行波同相。 （3）线上的输入阻抗处处相等，且等于特性阻抗。 （4）信号源输入的功率全部被负载吸收，行波能最有效的传输功率。 (1.4-2)有错 图1.4-1 传输线的行波状态 1.4.2 驻波状态（全反射情况） 传输线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。入射功率一点也没有被负载吸收，负载与传输线完全失配。 ~ i u Il Ul z’ z’ 1 短路状态 (1.4-5)有错 ~ i u Il Ul z’ z’ 　(1) 电压、电流振幅沿线周期变化，周期为λg/2。 短路时的驻波状态分布规律 电压振幅按正弦函数的模值分布，电流振幅按余弦函数的模值分布，电压（电流）节点和腹点以λg/4间距交替出现。 电压波节点，电流波腹点 电压波腹点，电流波节点 ~ i u Il Ul z’ z’ 　(2) 传输线阻抗沿线周期变化，周期为λg/2。 等效为LC串联谐振电路； 等效为LC并联谐振电路； 感性阻抗，等效为一电感； 容性阻抗，等效为一电容； ~ i u Il Ul z’ z’ (3) 驻波状态下，传输线不能传输功率。 表1.3-1 传输线的工作状态与工作参数之间的关系 例1.6-1】P42一均匀无耗传输线的特性阻抗为500Ω，负载阻抗Zl=200-j250Ω，通过λg/4阻抗变换器及并联短路支节线实现匹配。已知工作频率f=300MHz，求λg/4阻抗变换器的特性阻抗Z01，及并联短路支节线的最短长度lmin。 2 开路状态（Zl=∞) (1.4-9,10)有错 ~ i u Il Ul z’ z’ 开路线上的电压波和电流波为驻波。 开路线可以看出是短路线移动λg/4而成。 开路时的驻波状态分布规律 开路线 短路线 图1.4-3 传输线的开路状态 　(1) 电压、电流振幅沿线周期变化，周期为λg/2。 电压振幅按余弦函数的模值分布，电流振幅按正弦函数的模值分布，电压（电流）节点和腹点以λg/4间距交替出现。 电压波腹点，电流波节点 电压波节点，电流波腹点 　(2) 传输线阻抗沿线周期变化，周期为λg/2。 等效为LC并联谐振电路； 等效为LC串联谐振电路； 容性阻抗，等效为一电感； 感性阻抗，等效为一电容。 3 纯电抗负载（Zl=jXl) ~ i u Il Ul z’ z’ （1）终端接纯感抗负载（Xl0） 终端接纯感抗负载时，距离负载最近的是电压波腹点（电流波节点）。 （2）终端接纯容抗负载（Xl0） 终端接容感抗负载时，距离负载最近的是电压波节点（电流波腹点）。 均匀无耗线终端接纯电抗负载时，因负载不消耗能量，终端仍将产生全反射；入射波与反射波叠加的结果，使终端既不是波腹点也不是波节点，