微波技术三种传输状态剖析.pptVIP

§1.6 无耗传输线的三种工作状态 反射系数Γ及输入阻抗Zin 传输线的三种工作状态 行波状态 纯驻波状态 行驻波状态 作业 1.1 1.3 1.4 1.11 * * 针对均匀无耗传输线，讨论传输线可能的三种工作状态。因为无耗，所以 (1.39a) (1.39b) 由传输线上通解(1.39)式： 可得传输线是无耗时的表达式： (1.56a) (1.56b) 相应地，由（1.45）式，线上电压电流的解为 （1.67） （1.45） 为更好描述传输线的不同工作状态，先介绍几个描述波的反射情况和阻抗特性的参量， 它们是反射系数Γ、驻波系数ρ、输入阻抗 Zin。 一、反射系数Γ 在传输线上任意一点的反射波电压与这一点的入射波电压之比就为该点的电压反射系数，用Γv（z）来表示 同理可定义这一点的电流反射系数为 传输线上任意一点电压反射系数与电流反射系数相差1800相位差。由于电压易于 测定，以后的讨论均采用电压反射系数，去掉下脚标，用Γ（z）来表示。 波的反射现象是传输线上最基本的物理现象，随着反射波的不同取值情况，传输线 将工作于三种不同的工作状态。即 反射波 工作状态 由前面传输线通解知道，线上所传播的波是由入射波和反射波叠加而成的合成波。 传输线上的波＝入射波＋反射波 无耗传输线的三种工作状态 下面给出Γ（z）的具体形式，由前面通解，任意一点的入射波电压和反射波电压的表达式为 (1.58a) 所以 由上式可知，反射系数的模|Γ(z)|是反射波电压振幅值与入射波电压振幅值之比： (1.58b) 反射系数的幅角为反射波电压与入射波电压的相位差，即 (1.58c) 无耗传输线的三种工作状态 反射系数Γ及输入阻抗Zin 反射系数Γ(z)是参考面位置z的函数，在z＝0处的反射系数称为负载反射系数ΓL， 可表示为 (1.59a) 其中 (1.59b) (1.58) 比较式（1.58）和（1.59）可得无耗传输线上任意一点Γ(z)与负载处ΓL间的关系 （1.60a） 式中 （1.60b） 可见，沿无耗传输线移动参考面位置时，反射系数的模|Γ(z)|不变，等于负载反射系数ΓL的模值，而幅角θ与z成线性关系。 无耗传输线的三种工作状态 反射系数Γ及输入阻抗Zin 二、驻波系数ρ 传输线上电压（或电流）最大值与电压（或电流）最小值之比 （1.61b） （1.61a） 行波系数也经常使用，它和驻波系数互为倒数，用 k 表示 引入驻波系数的意义：反射系数描述反射波与入射波之比，反射波分量及入射波 分量不能分别测量出来，在传输线上的是反射波与入射波叠加合成波，反射波与入 射波同相叠加得到最大值，反相得到最小值，而最大值与最小值可以直接测量出来。 通过对最大值与最小值测量，可以推出反射系数模值大小。 可见驻波系数与反射系数的模值具有一一对应的关系,其取值范围为1ρ∞ 无耗传输线的三种工作状态 反射系数Γ及输入阻抗Zin 也可以写为 三、输入阻抗 Zin 输入阻抗也是传输线理论中的一个很重要得概念。它的定义是传输线上任意一点的总电压V(z)与总电流I(z)之比为该点的输入阻抗 Zin 其倒数为输入导纳 输入阻抗 Zin(z)与反射系数Γ(z)间的关系为 （1.63） 也可以写为 （1.64） （1.62） 无耗传输线的三种工作状态 反射系数Γ及输入阻抗Zin 反射系数Γ(z)与负载阻抗ZL 间的关系 输入阻抗Zin(z)与负载阻抗Zl 间的关系 由式（1.64） 负载所在参考面反射系数ΓL为 已知终端电压VL电流IL 时线上电压电流的解为 （1.66） 所以 （1.68） （1.69） （1.67） 无耗传输线的三种工作状态 反射系数Γ及输入阻抗Zin 反射系数Γ(z)，输入阻抗Zin(z)与负载阻抗ZL 间的关系表明，一段具有确定特性阻 抗的传输线， 行波状态、 驻波状态、 行驻波状态（也称混波状态） 传输线工作于何种状态，与反射系数Γ密切相关，当 |Γ|=0时，工作于 行波状态 |Γ|=1时，工作于驻波状态 0|Γ|1时，工作于行驻波状态（也称混波状态） 下面详细分析传输线工作于不同状态时，电压电流及输入阻抗沿传输线的分布特点。 传输线上有三种不同的工作状态，分别为 当负载阻抗取不同值时，传输线上任意位置的电压、电流、输入阻抗有不同