射频电路理论与技术-Lectrue1.ppt

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1、南京理工大学南京理工大学通信工程系 射频电路理论与技术射频电路理论与技术授课人：唐万春授课人：唐万春 副教副教授授1/21/2023南京理工大学南京理工大学通信工程系 传输线的种类传输线的种类传输线的种类：传统波传输线，集成电路传输线的种类：传统波传输线，集成电路传输线传输线传统波集成电路1/21/2023南京理工大学南京理工大学通信工程系 带状线带状线双导线双导线矩形波导矩形波导微微 带带介质波导介质波导光光 纤纤同轴线同轴线圆波导圆波导1/21/2023南京理工大学南京理工大学通信工程系 传输线的特点传输电磁能量；构成微波元件、电路或子传输电磁能量；构成微波元件、电路或子系统。系统。不同的

2、频段，可以选不同类型的传输线。不同的频段，可以选不同类型的传输线。对传输线的选择要综合电气和机械特性对传输线的选择要综合电气和机械特性电气参数包括损耗、色散、高次模、工作频率与带宽、功率容量、元件或器件的适用性。机械特性包括加工容差与简易性，可靠、灵活，重量和尺寸。1/21/2023南京理工大学南京理工大学通信工程系 分布参数的概念分布参数的概念当当频率频率很低时，电路引线的很低时，电路引线的长短长短不影响电路工作，不影响电路工作，这样的电路称为这样的电路称为集总参数电路集总参数电路。当频率升高后，还存在分布电导、分布电容和分当频率升高后，还存在分布电导、分布电容和分布电感，引线的长短都影响电

3、路特性，这样的电布电感，引线的长短都影响电路特性，这样的电路就为路就为分布参数电路分布参数电路。想想看分布电阻、分布电感、分布电容、分布电导分别是怎么产生的？1/21/2023南京理工大学南京理工大学通信工程系 1/21/2023南京理工大学南京理工大学通信工程系“短线短线”和和“长线长线”：对于传输线的：对于传输线的“长长”或或“短短”，并不是以其绝对长度而是以，并不是以其绝对长度而是以其与波长比值的其与波长比值的相对大小相对大小而论的。而论的。根据传输线上分布参数的均匀与否，可将根据传输线上分布参数的均匀与否，可将传输线分为传输线分为均匀均匀和和不均匀不均匀两种。两种。对一均匀传输线，由于

4、参数沿线均匀分布，对一均匀传输线，由于参数沿线均匀分布，故可任取一小线元故可任取一小线元dz来讨论。来讨论。1/21/2023南京理工大学南京理工大学通信工程系 1/21/2023南京理工大学南京理工大学通信工程系 电感和电容之间有什么关系?Duality of transmission line theory1/21/2023南京理工大学南京理工大学通信工程系 传输线方程传输线方程表征均匀传输线上表征均匀传输线上电压电压、电流电流关系的方程关系的方程式称为式称为传输线方程传输线方程。该方程最初是在研究电报线上电压、电流该方程最初是在研究电报线上电压、电流的变化规律时推导出来的，故又称做的变化

5、规律时推导出来的，故又称做“电电报方程报方程”。1/21/2023南京理工大学南京理工大学通信工程系 令传输线上距始端为令传输线上距始端为z处的瞬时电压、瞬时电流分处的瞬时电压、瞬时电流分别为别为u、i；在；在z+dz处则为处则为u+du和和i+di。距离和时距离和时间的函数间的函数1/21/2023南京理工大学南京理工大学通信工程系 在某一时刻经过微小线元在某一时刻经过微小线元dz后，电压、电流的变后，电压、电流的变化分别为化分别为1/21/2023南京理工大学南京理工大学通信工程系 线元线元dz两端处电压、电流的变化两端处电压、电流的变化(减小减小)遵循基尔遵循基尔霍夫定律，即霍夫定律，即

6、1/21/2023南京理工大学南京理工大学通信工程系 研究研究时谐时谐(正弦或余弦正弦或余弦)的变化情况的变化情况u z tR U z ei z tR I z eej tej t(,)()(,)()=wwU(z)、I(z)只与只与z有关，表示在传输线有关，表示在传输线z处的电压或处的电压或电流的有效复值。电流的有效复值。-=+=-=+=dudzRj L IZIdIdzGj C UYU()()ww1/21/2023南京理工大学南京理工大学通信工程系 无耗传输线方程无耗传输线：无耗传输线：R=0，G=0二次求导的结果二次求导的结果-=-=dUdzj LIdIdzj CUww-=-=dEdzjHdH

7、dzjEwmwed Edzk Ed Hdzk H22222200+=+=d UdzUd IdzI22222200+=+=bb1/21/2023南京理工大学南京理工大学通信工程系 和均匀平面波类比和均匀平面波类比求解的结果也作了类比求解的结果也作了类比1/21/2023南京理工大学南京理工大学通信工程系 传输线特性阻抗传输线特性阻抗均匀平面波的波阻抗均匀平面波的波阻抗A1、A2的确定还需要边界条件的确定还需要边界条件1/21/2023南京理工大学南京理工大学通信工程系 无耗传输线的边界条件边界条件有：终端条件、源端条件和电源、阻抗边界条件有：终端条件、源端条件和电源、阻抗条件。条件。所建立的也是

8、两套坐标，所建立的也是两套坐标，z从源出发，从负载出发。从源出发，从负载出发。1.终端边界条件（终端边界条件（Ul,Il）U lUI lIll()()=UAeA eIZAeA elj lj llj lj l=+=-120121bbbb()1/21/2023南京理工大学南京理工大学通信工程系 代入通解代入通解得到得到1/21/2023南京理工大学南京理工大学通信工程系 对于终端边界条件场合，我们常喜欢采用对于终端边界条件场合，我们常喜欢采用z(终端出发终端出发)坐标系坐标系1/21/2023南京理工大学南京理工大学通信工程系 计及计及Euler公式公式最后得到最后得到该公式有什么用？1/21/2

9、023南京理工大学南京理工大学通信工程系 2.源端边界条件源端边界条件（U0,I0）,采用采用z(终端出发终端出发)坐标系坐标系用用l=0代入代入1/21/2023南京理工大学南京理工大学通信工程系 最后得到最后得到1/21/2023南京理工大学南京理工大学通信工程系 思考题1.试推导时谐情况下有耗传输线的电报方试推导时谐情况下有耗传输线的电报方程；程；2.本节所推导的无耗传输线方程是在时谐本节所推导的无耗传输线方程是在时谐情况下得到的，如果考虑更一般的情况，情况下得到的，如果考虑更一般的情况，即不一定是时谐情况，无耗传输线方程应即不一定是时谐情况，无耗传输线方程应该如何得到？该如何得到？1/21/2023