端接负载无耗传输线.ppt

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1、现在学习的是第1页，共42页重要关系：重要关系：反射系数反射系数输入阻抗输入阻抗 输入阻抗输入阻抗特征阻抗、负载阻抗、参考面特征阻抗、负载阻抗、参考面 反射系数反射系数驻波比驻波比 传输功率传输功率反射系数反射系数现在学习的是第2页，共42页无耗传输线上的总电压和总电流与负载电压和电流的关系：无耗传输线上的总电压和总电流与负载电压和电流的关系：现在学习的是第3页，共42页 引入新的变量引入新的变量l=-z，在负载端，有，在负载端，有z=0，即，即代入式（代入式（2.34a）和（）和（2.34b），并整理，有），并整理，有现在学习的是第4页，共42页由：由：可知：可知：负载阻抗的特性直接关系到传

2、输线上反射波和入射波的负载阻抗的特性直接关系到传输线上反射波和入射波的变化，从而影响到传输线参考面上总电压和总电流。变化，从而影响到传输线参考面上总电压和总电流。当端接负载等于传输线特征阻抗时，传输线上无反射。当端接负载等于传输线特征阻抗时，传输线上无反射。现在学习的是第5页，共42页u当端接负载不等于传输线的特征阻抗时，传输线上存在着由电源当端接负载不等于传输线的特征阻抗时，传输线上存在着由电源向负载传输的入射波和由负载向电源传输的反射波。传输线某一向负载传输的入射波和由负载向电源传输的反射波。传输线某一参考面的总电压（总电流）是该参考面上的入射电压（电流）和参考面的总电压（总电流）是该参考

3、面上的入射电压（电流）和反射电压（电流）的和，可表示为：反射电压（电流）的和，可表示为：现在学习的是第6页，共42页定义：反射系数定义为传输线参考面定义：反射系数定义为传输线参考面l l上的反射电压与上的反射电压与入射电压之比。即入射电压之比。即称为终端反射系数，显然称为终端反射系数，显然在负载端，在负载端，l=0，有，有现在学习的是第7页，共42页反射系数的特点：反射系数的特点：是参考面位置的函数。一般是是参考面位置的函数。一般是复数复数。对于无耗传输线，沿传输线反射系数只有相位的变化，振幅不变。对于无耗传输线，沿传输线反射系数只有相位的变化，振幅不变。由负载向电源反射系数的相位沿传输线不断

4、滞后，变化周期以波由负载向电源反射系数的相位沿传输线不断滞后，变化周期以波长计为长计为/2.对于无源负载，反射波振幅总是小于入射波振幅，因此，反射对于无源负载，反射波振幅总是小于入射波振幅，因此，反射系数的模界于系数的模界于1和和0之间。当之间。当|=0|=0时，无反射，当时，无反射，当|=1|=1，为，为全反射。全反射。现在学习的是第8页，共42页由反射系数的定义，将传输线上的电压和电流关系改写为：由反射系数的定义，将传输线上的电压和电流关系改写为：现在学习的是第9页，共42页将（将（2.362.36）式改写）式改写上式说明：一般情况下，传输线上的波由两部分组成，一部分上式说明：一般情况下，

5、传输线上的波由两部分组成，一部分为由电源向负载传输的为由电源向负载传输的行波行波，另一部分为，另一部分为纯驻波纯驻波。现在学习的是第10页，共42页u输入阻抗输入阻抗定义：传输线某参考面的输入阻抗定义为该参考面上的总电定义：传输线某参考面的输入阻抗定义为该参考面上的总电压和总电流之比。压和总电流之比。现在学习的是第11页，共42页输入阻抗的特点与变化规律：输入阻抗的特点与变化规律：（1）输入阻抗）输入阻抗Zin与负载阻抗与负载阻抗ZL、传输线的特征阻抗、传输线的特征阻抗Z0以及以及参考面的位置参考面的位置l都有关系。都有关系。（2）变化规律：）变化规律：沿传输线变化，沿传输线变化，具有具有/2

6、的重复性。即的重复性。即具有具有/4/4的变换性。的变换性。现在学习的是第12页，共42页u输入导纳输入导纳定义：传输线某参考面的输入导纳定义为该参考面上的总电流和总定义：传输线某参考面的输入导纳定义为该参考面上的总电流和总电压之比。电压之比。则则且且现在学习的是第13页，共42页 显然，输入导纳与输入阻抗具有相同特点和变化规律。显然，输入导纳与输入阻抗具有相同特点和变化规律。特别注意特别注意特别注意特别注意 （1）输入阻抗（导纳）是传输线参考面位置（到负载的距离）输入阻抗（导纳）是传输线参考面位置（到负载的距离l）的周期函数。的周期函数。（2）特征阻抗和输入阻抗是两个不同定义的物理量，千万）

7、特征阻抗和输入阻抗是两个不同定义的物理量，千万不能混淆。不能混淆。现在学习的是第14页，共42页现在学习的是第15页，共42页定义：回波损耗定义为反射功率与输入功率之比的分贝数，即定义：回波损耗定义为反射功率与输入功率之比的分贝数，即又又因而有因而有现在学习的是第16页，共42页 回波损耗反映了传输线失配的状况。当传输线匹配回波损耗反映了传输线失配的状况。当传输线匹配（无反射）时，回波损耗为（无反射）时，回波损耗为，当传输线为全反射时，回波，当传输线为全反射时，回波损耗为损耗为0dB。现在学习的是第17页，共42页现在学习的是第18页，共42页定义：电压驻波比定义为传输线上最大电压振幅与最小定

8、义：电压驻波比定义为传输线上最大电压振幅与最小电压振幅之比，即电压振幅之比，即SWR与的关系现在学习的是第19页，共42页u驻波比的特点：驻波比的特点：l与反射系数一样，是表征负载特性和传输线匹配状态的与反射系数一样，是表征负载特性和传输线匹配状态的量量l纯实数，工程上便于检测。纯实数，工程上便于检测。l变化范围为变化范围为1。匹配状态为。匹配状态为1 1，全反射为，全反射为。现在学习的是第20页，共42页根据传输线上波的反射特性，可以将传输线的工作状态分为三种根据传输线上波的反射特性，可以将传输线的工作状态分为三种状态，即状态，即行波（匹配）状态行波（匹配）状态全反射（纯驻波）状态全反射（纯

9、驻波）状态行驻波状态行驻波状态现在学习的是第21页，共42页重点掌握内容：重点掌握内容：l传输线不同工作状态的条件与特点；传输线不同工作状态的条件与特点；l不同工作状态下的反射系数、输入阻抗的特点不同工作状态下的反射系数、输入阻抗的特点l负载阻抗对传输线工作状态的影响负载阻抗对传输线工作状态的影响现在学习的是第22页，共42页l定义：定义：负载吸收全部入射波功率而无反射，即反射为负载吸收全部入射波功率而无反射，即反射为0 0，传输，传输线上只有从电源向负载传输的单向行波线上只有从电源向负载传输的单向行波入射波，传输入射波，传输线的的这种工作状态称为行波状态。线的的这种工作状态称为行波状态。l行

10、波条件（无耗传输线）：行波条件（无耗传输线）：l行波的特点行波的特点 沿传输线电压和电流的振幅处处相等沿传输线电压和电流的振幅处处相等,电压和电流同相电压和电流同相,输入阻抗等于传输线特性阻抗。输入阻抗等于传输线特性阻抗。1 1、行波状态、行波状态现在学习的是第23页，共42页l定义定义负载完全不吸收功率，入射波全部由负载反射回电源方向，传输线负载完全不吸收功率，入射波全部由负载反射回电源方向，传输线的这种工作状况称为全反射状况。的这种工作状况称为全反射状况。l全反射的条件全反射的条件现在学习的是第24页，共42页 即，全反射的电路条件是即，全反射的电路条件是负载短路，即负载短路，即或，负载或

11、，负载开路，即开路，即或，负载阻抗为纯电抗，即或，负载阻抗为纯电抗，即现在学习的是第25页，共42页全反射状态的特点：全反射状态的特点：以下分别以负载短路、负载开路和任意电抗负载为例说明。以下分别以负载短路、负载开路和任意电抗负载为例说明。现在学习的是第26页，共42页A、负载短路、负载短路条件：条件：ZL=0电压和电流电压和电流即，电压和电流为纯驻波，没有向前传播的波，电压和即，电压和电流为纯驻波，没有向前传播的波，电压和电流的相位相差电流的相位相差/2，没有有功功率传播。，没有有功功率传播。现在学习的是第27页，共42页输入阻抗输入阻抗特点：特点：纯电抗纯电抗沿传输线的变化周期为沿传输线的

12、变化周期为/2，且，且现在学习的是第28页，共42页终端反射系数终端反射系数驻波比驻波比现在学习的是第29页，共42页B、终端开路、终端开路条件条件 ZL=电压和电流电压和电流输入阻抗输入阻抗现在学习的是第30页，共42页阻抗变化规律阻抗变化规律终端反射系数终端反射系数现在学习的是第31页，共42页C、任意电抗负载、任意电抗负载电容负载电容负载:等同于一段小于等同于一段小于/4的开路线的开路线,即即 或或现在学习的是第32页，共42页电感负载电感负载:等同于一段小于等同于一段小于/4/4的短路线的短路线,即即 或或现在学习的是第33页，共42页谐振腔谐振腔n/2的短路线的短路线串联谐振串联谐振

13、n/2的开路线的开路线并联谐振并联谐振（2n-1）/2的短路线的短路线并联谐振并联谐振（2n-1）/2的开路线的开路线串联谐振串联谐振现在学习的是第34页，共42页分布参数电感和电容分布参数电感和电容0l/4的短路线的短路线电感；电感；0l/4的开路线的开路线电容电容/4l/2的短路线的短路线电容电容/4l/2的开路线的开路线电感电感现在学习的是第35页，共42页现在学习的是第36页，共42页现在学习的是第37页，共42页现在学习的是第38页，共42页现在学习的是第39页，共42页l行驻波状态的定义行驻波状态的定义负载部分吸收入射波功率，部分反射入射波功率，传输线上负载部分吸收入射波功率，部分反射入射波功率，传输线上的波部分为行波，部分为驻波，传输线的这种状态称为行驻的波部分为行波，部分为驻波，传输线的这种状态称为行驻波状态，又称为部分反射状态。波状态，又称为部分反射状态。l电压和电流电压和电流现在学习的是第40页，共42页表示成行波与驻波叠加的形式：表示成行波与驻波叠加的形式：l电压与电流振幅电压与电流振幅现在学习的是第41页，共42页现在学习的是第42页，共42页