例4.7正在一个特征Z0=50Ω的同轴丈量线所示
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  第4章 传输线理论 常用的传输线有平行双导线、同轴线、带状线和微带线(传输准TEM波)等,如图4.1所示。 4.1 传输线 长线及分布参数等效电 ·分布电阻R。定义为传输线单元长度上的总电阻值,单元为Ω/m。 ·分布电导G。定义为传输线单元长度上的总电导值,单元为S/m。 ·分布电感L。定义为传输线单元长度上的总电感值,单元为H/m。 ·分布电容C。定义为传输线单元长度上的总电容值,单元为F/m。 4.1.2 传输线. 平均传输线) γ称为传输线上波的,一般环境下为复数,其实部α称为衰减,虚部β称为相移。 (4.6) (4.7) (1)已知终端的电压U2和电流I2; (4.9) (2)已知始端的电压U1和电流I1; (4.12) (3) 已知电源电动势Eg、内阻Zg及负载Zl时的解 (4.14) 式中, 4.2传输线) 可见,正在无耗或微波环境下,传输线的特征为纯电阻。 平行双导线Ω。同理得同轴线的特征公式为 同轴线 对于无耗线, , 对于微波低耗传输线) (NP) (4.34) 功率(dBm)= (4.35) 明显,0dBm=1mW 功率(dBW)= (4.36) 30dBm = 0dBW 4.2.3 输入 (4.38) 4.2.4 反射系数 1. 反射系数的定义及暗示式 (4.39) (4.42) (4.43) 2. 输入取反射系数的关系 (4.45) (4.46) (4.47) 3. 驻波系数和行波系数 (4.48) (4.49) (4.51) (4.52) 4.2.5 传输功率 (4.53) (4.54) (4.55) 4.3 平均无耗传输线) 行波有三个特点。 (1)沿线各点电压和电流的振幅不 变。 (2)电压和电流的相位随的添加连 续畅后。 (3)沿线各点的输入均等于特 性。 4.3.2 驻波工做形态 1. 终端短 当终端短时,Zl=0,终端反射系数Γ2=-1。 (4.59) (4.62) 2. 终端开 (4.63) 3. 终端接纯电抗负载 (4.66) 驻波有三个特点。 (1)沿线电压和电流的振幅是的函数,具有波腹点和波谷点。短线终端为电压的波谷点(零点)、电流的波腹点;开线的终端为电压波腹点、电流波谷点(零点)。 (2)沿线各点的电压和电流正在时间上相差π/2,正在空间也相差π/2,因而驻波环境下既量损耗,也量。 (3)沿线各点的输入为纯电抗。每过λ/4,性质改变一次(容性改变为感性,感性改变为容性,短改变为开,开改变为短);每过λ/2,性质反复一次。 4.3.3 行驻波工做形态 (4.68) 此时输入为 (4.69) (4.70) 此时输入为 (4.71) 例4.2 已知平均无耗长线Ω。由终端表头获得终端电流最大值为1/10A,表头的内阻为0。 (1) 要使ed段传行波,点d并联长线的负载电阻R等于几多? (2) 画出从线及并联干线上U、I和Z的分布曲线,并计较曲线) 电源电压E等于几多? (4) 求R1、R2和R接收的功率。 4.4 有耗传输线 有耗传输线的参数及 电压、电流和分布 1. 有耗传输线. 有耗传输线的电压、电流和阻 抗分布 4.4.2 传输功率和效率 1. 传输功率 (4.82) 2. 回波损耗 (4.83) 3. 传输效率 (4.85) 4.5史姑娘圆图和导纳圆图 4.5.1 史姑娘圆图 1. 等反射系数圆 (4.86) (4.87) 2. 等电阻圆和等电抗圆 (4.91) (4.92) 3. 圆图 (1)圆图扭转1周为λ/2,而非λ。 (2)圆图上有三个特殊的点。 ·婚配点。坐标为(0,0),此处对应于r=1、x=0、Γ=0、ρ=1。 ·短点。坐标为(-1,0),此处对应于r=0、x=0、Γ=1、ρ=∞、φ=180°。威廉希尔网址 ·开点。坐标为(1,0),此处对应于r=∞、x=∞、Γ=1、ρ=∞、φ=0°。 (3)圆图上有特殊的线的轨迹,此中左半实轴为电压波腹点的轨迹,线上r的读数即为驻波比的读数;左半实轴为电压波谷点的轨迹,线上r的读数即为行波系数的读数;最外面的单元圆为r=0的纯电抗轨迹,反射系数的模值为1。 (4)圆图上有二个特殊的面,实轴以上的上半平面是感性的轨迹;实轴以下的下半平面是容性的轨迹。 (5)圆图上有二个扭转标的目的。统一无耗传输线圆图上的点正在等反射系数的圆上。点向电源标的目的挪动时,正在圆图上沿等反射系数圆顺时针扭转;点向负载标的目的挪动时,正在圆图上沿等反射系数圆逆时针扭转。 (6)圆图上肆意点能够用:r、x、Γ、φ四个参量暗示。留意,r和x为归一化值。 4.5.2 导纳圆 能够操纵圆图求导纳,由于按照λ/4线对的变换感化能够证明,传输线上肆意的归一化导纳,正在数值上取相隔λ/4的归一化值相等。 4.5.3 史姑娘圆图使用 例4.3已知 双导线Ω,终端负载Zl=(360+j480)Ω,求终端的反射系数取线已知同轴线Ω,终端负载Zl=(32.5-j20)Ω,求线上行驻波的电压最大点和最小点的。 例4.5已知平行双导线) Ω,线已知同轴线Ω,相邻两电压波谷点之间的距离为5 cm,终端电压反射系数Γ2=0.2ej50°,求: (1)电压波腹及电压波谷处的; (2)终端负载; (3)接近终端第一个电压最大点和电压最小点的。 例4.7正在一个特征Z0=50Ω的同轴丈量线所示,进行下列两个步调,确定负载Zl。 (1)正在负载接以短器,线上驻波比为无限大,电压最小值为0;此时电压曲线最小点很锋利,锋利地定出最小点;正在丈量线的标尺上,读出相邻几个电压最小点z为0.2cm、5.2cm、10.2cm。 (2)去掉短片,接上未知负载,测得驻波系数ρ=1.5。这时,电压最小点已不像前面那样锋利。测得第一个电压最小点距离负载z′min1=1cm,求负载。 例4.8已知双导线Ω,线λ,终端负载为Zl=500-j150Ω,求输入导纳。 4.6 传输线 信号源取传输线 负载取传输线某天线的输入(为传输线的负载)不等于同轴传输线的特征,要求用λ/4传输线Ω,同轴传输线线进行婚配,试画出六种输入环境下单节λ/4婚配线为核心波长),要求正在此波段内的反射系数Γ≤0.05,设想此λ/4婚配线婚配线无耗长线-j166Ω,电源内阻Zg=240-j326Ω。 (1)用Z01=150Ω的并联单支节实现终端负载婚配,求l1/λ和l2/λ; (2)用Z02=Z0的并联单支节实现电源的共轭婚配,求l3/λ和l4/λ。 例4.11已知双导线Ω,采用双支节婚配,两支节间距d2=λ/8,第一个支节距离负载d1=01λ,求两个支节的长度l1和l2。 图4.25 例4.7用的圆图 图4.26 例4.8用图 图4.27 信号源的共扼婚配 图4.30 长变换器 图4.32 单支节婚配线 两节婚配线 两节婚配线 有耗开线沿线电压振幅、电流振幅和分布 图4.15 等反射系数模值 图4.16 等反射系数的相角 图4.17 归一化等电阻圆 图4.18 归一化等电抗圆 图4.19 圆图 图4.20 例4.3用图 图4.21 例4.4用图 图4.22 例4.5用图 图4.23 例4.6用图 图4.24 例4.7的电压驻波图形 VSWR 图4.7 行波电压、电流和的分布图 图4.8 终端短时沿线电压、电流和的分布图 图4.9 终端开时沿线电压、电流和的分布图 图4.10 端接纯感抗和纯容抗沿线电压、电流和的分布 图4.11 行驻波沿线 有耗线上的入射波和反射波 * * 传输线方程和传输线 传输线 平均无耗传输线 传输线 史姑娘圆图和导纳圆图 4.5 有耗传输线 常用TEM波传输线 传输线 传输线上电压和电流的定义及其等效电 图 4.4 由鸿沟前提确定积分 1奈培(NP)=8.686分贝(dB) 1分贝(dB)=0.115奈培(NP) 图4.5 传输线 传输线上的入射波电压和反射波电压


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