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微波技术与天线教学课件 ppt 作者孙绪保等编著第1章第1章传输线理论

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1、第 1 章传输线理论,1分布参数电路述,1.2.1 均匀传输线方程,图1-2均匀传输线及其等效电路,可得出时谐传输方程,均匀传输线方程的解,均匀传输线的定解,图1-3 传输线的端接情况,已知始端条件的解,均匀传输线相速与波长,特性阻抗,传播常数,反射系数,传输线上任一点z处反射波电压（或电流）与入射波电压（或电流）之比为反射系数。由此可得电压反射系数和电流反射系数的表达式，即,输入阻抗,终端接负载阻抗,时，则距终端为z处的输入阻抗定义为该点的电压U（z）与电流I(z）之比，并用,表示,输入阻抗与反射系数的关系,驻波比,当电磁波在终端不匹配的传输线上传输时，会产生反射波，各点的电压和电流由入射波和反射波叠加而成。反射波的大小除了用电压反射系数来描写外，还可用驻波比,无耗传输线的工作状态,传输线的工作状态是指沿传输线的电压、电流以及阻抗的分布规律。归纳起来，无耗传输线的工作状态有三种：行波、驻波和行驻波。它主要决定于终端所接负载阻抗的大小和性质。下面分别讨论。,1.6.1行波状态,纯驻波状态,图1-4 终端短路线中的纯驻波状态,图1-5 无耗终端开路线的驻波特性,当均匀

2、无耗线的终端接任意复数阻抗负载时，信号源给出的一部分能量被负载吸收，另一部分能量将被负载反射，从而产生部分反射而形成行驻波。,圆图的构成,则有,图1-7 反射系数圆及电长度标度值,图1-8 阻抗圆图的r圆,图1-9 阻抗圆图的x圆,三种匹配状态,阻抗匹配是传输线理论中的重要概念，有三种不同匹配状态，分别是负载阻抗匹配、源阻抗匹配和共轭阻抗匹配。负载阻抗匹配负载阻抗匹配是指传输线的两端阻抗与传输线的特性阻抗相等，使线上电压与电流为行波。传输线上只有从信源到负载的入射波，无反射波。负载阻抗匹配一般采用阻抗匹配器。源匹配器当电源的内阻等于传输线的特性阻抗时，电源与传输线匹配，这时电源被称之为匹配源，此时，传输线的入射功率不随负载变化而变化。当负载有反射时，反射波被电源吸收，通常用加一个去耦衰减器或隔离器的方法来吸收反射波。,图1-14 信源的共轭匹配,阻抗匹配方法,阻抗匹配的方法是在传输线和终端之间加一匹配网络。阻抗匹配方法从频率上划分有窄带匹配和宽带匹配；从实际实现上划分有串联,阻抗变换器法、支节调配器法、阶梯阻抗变换和渐变线变换器,图1-15 阻抗变换器,支节调配器,串联单支节调配器,支节匹配器是在传输线上并接或串接终端短路的传输线（又称支节），产生新的反射波抵消原来的反射波，从而达到匹配。这种匹配分别有单支节、双支节和三支节三种匹配。下面我们仅介绍单支节匹配。,图 1-16 串联单支节调配器,并联单支节调配器,图 1-17并联单支节调配器,

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