新版第二章-傳輸線理論課件ppt-wenkub
2022-09-02 19:07:40 本頁(yè)面
【正文】 ≤ 1 ρ行波系數(shù)的變化范圍為 1≤ ≤ 0 K傳輸線的工作狀態(tài)一般分為三種： 傳輸線上反射波的大小，可用反射系數(shù)的模、駐波比和行波系數(shù)三個(gè)參量來(lái)描述。即 βπfβωfvTvλ ppp2==== 平行雙線和同軸線： 為 TEM波（無(wú)色散波） rp εCv =精選 11 第二章 傳輸線理論 三、特性阻抗 傳輸線的 特性阻抗 定義為傳輸線上入射波電壓 Ui (z)與入射波電流 Ii (z)之比，或反射波電壓 Ur (z)與反射波電流 Ir (z)之比的負(fù)值，即 ( )( )( )( ) 10100 ++===CωjGLωjRzIzUzIzUZrrii對(duì)于無(wú)耗傳輸線 ( )，則 0= ,0= 00 GR110 = CLZ對(duì)于微波傳輸線 ,也符合。 第二部分表示由負(fù)載向信號(hào)源方向傳播的行波，稱之為反射波。 = + 239。239。我們可以把均勻傳輸線分割成許多小的微元段 dz (dzλ)，這樣每個(gè)微元段可看作集中參數(shù)電路，用一個(gè) Γ 型網(wǎng)絡(luò)來(lái)等效。所謂長(zhǎng)線是指?jìng)鬏斁€的幾何長(zhǎng)度與線上傳輸電磁波的波長(zhǎng)比值 (電長(zhǎng)度 )大于或接近 1，反之稱為短線。 長(zhǎng)線 (Long Line) 分布參數(shù)電路 忽略分布參數(shù)效應(yīng) 短線 (Short Line) 集中參數(shù)電路 考慮分布參數(shù)效應(yīng) 當(dāng)頻率提高到微波波段時(shí)，這些分布效應(yīng)不可忽略，所以微波傳輸線是一種分布參數(shù)電路。于是整個(gè)傳輸線可等效成無(wú)窮多個(gè) Γ型網(wǎng)絡(luò)的級(jí)聯(lián) 第二章 傳輸線理論 精選 4 第二章 傳輸線理論 2 2 無(wú)耗傳輸線方程及其解 一、傳輸線方程 dz 段的等效電路 )(= )()(=)(11zUCωjdzzdIzILωjdzzdU)(=)()(=)(11dzzUCωjzdIdzzILωjzdU(2 – 2 – 2) 均勻無(wú)耗傳輸線基本方程 描寫無(wú)耗傳輸線上每個(gè)微分段上的電壓和電流的變化規(guī)律，可由此解出線上任意點(diǎn)的電壓、電流及其相互關(guān)系。239。239。 入射波和反射波沿線 的瞬時(shí)分布圖如圖 精選 9 第二章 傳輸線理論 23 傳輸線的特性參量 傳輸線的特性參量主要包括： 相位常數(shù)、特性阻抗、相速和相波長(zhǎng)、輸入阻抗、反射系數(shù)、駐波比 (行波系數(shù) )和傳輸功率 等。 在無(wú)耗或低耗情況下，傳輸線的特性阻抗為一實(shí)數(shù)，它僅決定于分布參數(shù) L1和 C1，與頻率無(wú)關(guān)。 (1)行波狀態(tài) 1= , 1= , 0=Γ Kρ(3)駐波狀態(tài) 0= , ∞= , 1=Γ Kρ(2)行駐波狀態(tài) 1Γ0 ∞1 ρ 10 K（匹配狀態(tài) ） 精選 18 第二章 傳輸線理論 七、傳輸功率 傳輸功率 為 為了簡(jiǎn)便起見，一般在電壓波腹點(diǎn) (最大值點(diǎn) )或電壓波節(jié)點(diǎn) (最小值點(diǎn) )處計(jì)算傳輸功率，即 ( ) KZUIUzP02m a xm i nm a x 21=21= 在不發(fā)生擊穿情況下，傳輸線允許傳輸?shù)淖畲蠊β史Q為傳輸線的 功率容量 KZUP brbr0221=( ) ( ) ( ){ } ( ) ( ( ) ) ( ) ( )zzPzZ zUzIzUzP ii r202e P=Γ12=R21= 表達(dá)式（ 1） 表達(dá)式（ 2） 精選 19 第二章 傳輸線理論 24 均勻無(wú)耗傳輸線工作狀態(tài)的分析 對(duì)于均勻無(wú)耗傳輸線，其工作狀態(tài)分為三種：(1)行波狀態(tài) ； (2)駐波狀態(tài) ； (3)行駐波狀態(tài) 一、行波狀態(tài) (無(wú)反射情況 ) 由此可得行波狀態(tài)下的分布規(guī)律： (1) 線上電壓和電流的振幅恒定不變 (2) 電壓行波與電流行波同相 ， 它們 的相位是位置 z和時(shí)間 t的函數(shù) (3) 線上的輸入阻抗處處相等 ， 且均 等于特性阻抗 ( )( )110, ( , ) c os( ), ( , ) c os( ) iiu z t u z t A ω t β zAi z t i z t ω t β zZ= = += = +精選 20 第二章 傳輸線理論 二、駐波狀態(tài) (全反射情況 ) 當(dāng)傳輸線終端短路、開路或接純電抗負(fù)載時(shí)，終端的入射波將被全反射，沿線入射波與反射波迭加形成駐波分布。 ( 3 ) 傳輸線終端短路時(shí)，輸入阻抗為 ( ) inin jXλ zπjZzβjZzZ =2tg= tg= 00精選 22 第二章 傳輸線理論 2. 終端開路 由于負(fù)載阻抗 ∞=LZ 因而終端電 流 0=2I( ) ( ) 2222210=?0=+=1=0 riri IIIIAAZI( ) 2222221 =?2=+=+=0 riiri UUUUUAAU沿線電壓 、 電流的復(fù)數(shù)表達(dá)式為 ( ) ( )( ) ( ) 2++ c o s s i n2=,+ c o s c o s2=,2222πtωzβItzitωzβUtzuii傳輸線終端開路時(shí)，輸入阻抗為 ( ) zβjZzZ in c t g= 0傳輸線終端開路時(shí)電壓、電流及阻抗的分布 φ φ 精選 23 第二章 傳輸線理論 綜上所述 ， 均勻無(wú)耗傳輸線終端無(wú)論是短路 、 開路還是接純電抗負(fù)載 ， 終端均產(chǎn)生全反射 ， 沿線電壓電流呈駐波分布 ， 其特點(diǎn)為： (i) 駐波波腹值為入射波的兩倍，波節(jié)值等于零。 精選 24 第二章 傳輸線理論 三、行駐波狀態(tài) (部分反射情況 ) 當(dāng)均勻無(wú)耗傳輸線終端接一般復(fù)阻抗 線上電壓、電流為 LLL jXRZ +=)](Γ1[=)()](Γ+1[=)(zIzIzUzUii歸一化電壓、電流分別為 )2(2)2(222Γ1=)(Γ1=)()(=)(~Γ+1=)(Γ+1=)()(=)
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