均匀传输线理论课件.pptVIP

当反射波较大时, 波腹电场要比行波电场大得多, 容易发生击穿, 这就限制了传输线能最大传输的功率, 因此要采取措施进行负载阻抗匹配。负载阻抗匹配一般采用阻抗匹配器。 2) 源阻抗匹配 电源的内阻等于传输线的特性阻抗时, 电源和传输线是匹配的, 这种电源称之为匹配源。对匹配源来说, 它给传输线的入射功率是不随负载变化的, 负载有反射时, 反射回来的反射波被电源吸收。可以用阻抗变换器把不匹配源变成匹配源, 但常用的方法是加一个去耦衰减器或隔离器, 它们的作用是吸收反射波。  3) 共轭阻抗匹配 设信源电压为Eg, 信源内阻抗Zg=Rg+jXg, 传输线的特性阻抗为Z0, 总长为l, 终端负载为Zl, 如图 1- 9（a）所示, 则始端输入阻抗Zin为  Zin= =Rin+jXin 由图 1- 9(b)可知, 负载得到的功率为  P= 图1-9 无耗传输线信源的共扼匹配 要使负载得到的功率最大, 首先要求  Xin=-Xg (1- 5- 3)  此时负载得到的功率为  P= 可见当 =0时P取最大值, 此时应满足  Rg=Rin (1- 5- 5) 综合式（1- 5- 3）和（1- 5- 5）得  Zin=Z*g 对于无耗传输线, 沿线各点的电压和电流的振幅不同, 以λ/2周期变化。为了描述传输线上驻波的大小, 我们引入一个新的参量——电压驻波比。  定义传输线上波腹点电压振幅与波节点电压振幅之比为电压驻波比, 用ρ表示： ρ= 电压驻波比有时也称为电压驻波系数, 简称驻波系数, 其倒数称为行波系数, 用K表示。于是有 由于传输线上电压是由入射波电压和反射波电压叠加而成的, 因此电压最大值位于入射波和反射波相位相同处, 而最小值位于入射波和反射波相位相反处, 即有 ? |U|max=|U+|+|U-||U|min=|U+|-|U-| (1- 2- 13) 将式（1- 2- 13）代入式（1- 2- 11）, 并利用式（1- 2- 4），得 由此可知, 当|Γl|=0 即传输线上无反射时, 驻波比ρ=1; 而当|Γl|=1即传输线上全反射时, 驻波比ρ →∞, 因此驻波比ρ的取值范围为1≤ρ＜∞。可见，驻波比和反射系数一样可用来描述传输线的工作状态。  [例 1- 2］一根75 Ω均匀无耗传输线, 终端接有负载Zl=Rl+jXl, 欲使线上电压驻波比为3, 则负载的实部Rl和虚部Xl应满足什么关系？ 解: 由驻波比ρ=3, 可得终端反射系数的模值应为  |Γl|= 于是由式（1- 2- 10）得 将Zl=Rl+jXl, Z0=75代入上式, 整理得负载的实部Rl和虚部Xl应满足的关系式为 (Rl-125)2+X2l=1002 即负载的实部Rl和虚部Xl应在圆心为（125, 0）、半径为100的圆上, 上半圆对应负载为感抗, 而下半圆对应负载为容抗。  1.3 无耗传输线的状态分析 对于无耗传输线, 负载阻抗不同则波的反射也不同; 反射波不同则合成波不同; 合成波的不同意味着传输线有不同的工作状态。 归纳起来, 无耗传输线有三种不同的工作状态: ① 行波状态; ② 纯驻波状态; ③ 行驻波状态。 下面分别讨论之。  1. 行波状态 行波状态就是无反射的传输状态, 此时反射系数Γl=0, 而负载阻抗等于传输线的特性阻抗, 即Zl=Z0, 也可称此时的负载为匹配负载。 处于行波状态的传输线上只存在一个由信源传向负载的单向行波, 此时传输线上任意一点的反射系数Γ(z)=0, 将之代入式（1- 2- 7）就可得行波状态下传输线上的电压和电流 ? U(z)=U+(z)=A1e jβz I(z)=I+(z)= e jβz (1- 3- 1)  设A1