通信网分析基础PPT2.ppt

1,微波技术基础（6）匹配,北京邮电大学李秀萍 教授,2,阻抗匹配（Impedance Matching）,上次主要内容：阻抗圆图阻抗圆图应用及求解输入阻抗反射系数驻波比 已知特性阻抗,终端阻抗,线长负载阻抗已知驻波比,电压最小点距离负载的位置本次主要内容：信号源与负载阻抗的匹配单支节匹配双支节匹配匹配盲区,3,阻抗匹配的基本概念,阻抗匹配:微波传输系统中，加入一定的匹配装置，使传输线工作于行波状态微波传输系统中的传输效率、功率容量以及微波信号源的工作稳定性微波测量技术中关系到测量的系统误差和测量精度理想的匹配装置（网络）是无耗的,4,阻抗匹配的基本概念,阻抗匹配是微波技术中的重要技术之一，它所要解决的主要问题包括:信号源的匹配：令信号源内阻抗与传输线始端输入阻抗共轭匹配，使信号源获得最大功率输出负载的匹配：令负载阻抗与传输线特性阻抗相等，使负载吸收全部入射功率消除或极小化反射波，使信号源稳定工作5,,6,,,送到负载的功率：,7,信号源与负载阻抗的匹配问题,负载与传输线匹配使负载吸收全部入射功率行波状态时传输效率最高因为不匹配时，反射波不仅带回部分功率，而且还中产生损耗，使传输功率下降。

行波状态时传输线的功率容量最大，因为不匹配时的驻波场，在波腹处的电场比传输同样功率的行波电场大得多，故而容易发生击穿，使功率容量降低行波状态时，对信号源无影响，使微波源工作稳定,,8,信号源与负载阻抗的匹配问题,信号源与端接传输线匹配最大功率转移的输入阻抗－共轭匹配令信号源内阻抗与传输线始端输入阻抗共轭匹配，使信号源获得最大功率输出,,,9,匹配器,匹配器阻抗匹配器：并联可调电纳并联电纳的数目单支节、单螺、双支节、双螺及多分支阻抗变换器由一定z0的λ/4线段构成单节和多节，渐变线匹配器的主要目的是为了使负载能得到最大功率，故匹配器本身不能有损耗，它应由纯无功元件构成；,10,并联单支节匹配,11,单位电导圆,短路点与开路点的位置对调Vmax线与Vmin线对调上下半园区的性质对调,12,并联单支节匹配,13,并联单支节匹配,短路枝节开路枝节,14,并联单支节匹配,15,并联单支节匹配步骤,16,并联单支节匹配解法一,17,并联单支节匹配解法一,18,并联单支节匹配解法一,19,并联单支节匹配解法一,实际线导纳：,归一化线导纳：,支节位置：,实际支节导纳：,归一化支节导纳：,支节长度：,短路,开路,20,并联单支节匹配解法二步骤,21,并联单支节匹配解法二步骤,22,并联单支节匹配解法二步骤,23,并联单支节匹配解法二,实际线导纳：,归一化线导纳：,支节位置：,实际支节导纳：,归一化支节导纳：,支节长度：,短路,开路,24,并联单支节匹配,解法一支节位置,解法二支节位置,25,并联单支节匹配解释,26,并联单支节匹配解释,27,［例1］Z０=50Ω的无耗传输线，接负载Zl=25+j75Ω 采用并联单支节匹配,28,,,,,1. 负载归一化 2. 采用导纳计算 (对应0.412)3. 将 向电源(顺时针)旋转，与匹配圆(g=1)相交两点4. 求出支节位置,29,5短路支节长度 由于短路表示 ，且是电抗，所以要看单位外圆，如下图所示。

共有两组解答，一般选长度较短的一组30,例题,在特性阻抗为600Ω的无耗双导线上，测得|U|max=200Ｖ， |U|min=40Ｖ， dmin1=0.15λ问Zl为何值？今采用短路并联支节匹配，求支节位置和长度31,,·已知驻波比ρ和最小点位置dmin1求Zl·已知Zl用单支节匹配,1. 根据定义,注意波节点 ，且向负载旋转0.15λ可得,32,,反归一,33,,2. 已知 要用单支节匹配,反演成导纳计算,按等|Γ|圆向电源旋转到匹配圆,支节距离,支节长度,34,,35,例题,空气介质中50ohm无损耗传输线，接未知负载，传输线上 ， ,连续电压最小值点距离5cm，从负载看第一个电压最小值距负载为1.25cm，设计并联单支节阻抗匹配短路线36,例题,空气介质中特性阻抗为100ohm的传输线，端接负载，阻抗为75+j40ohm，信号源频率为f=1GHz，利用史密斯圆图进行并联单支节阻抗匹配37,串联单支节匹配,,。