加速器微波技術講座總(編輯修改稿)
2025-06-04 00:23 本頁面
【文章內容簡介】 參量 由系統(tǒng)的尺寸及介質材料確定，與頻率無關； ?但其呈現(xiàn)的阻抗是隨頻率而變的 。 X L=ωL1 ， X C=ωC1 50Hz X L≌ 5 105 歐 /米 X c ≌ 8 109 歐 /米 3000MHz X L ≌ 3000 歐 /米 X c ≌ 歐 /米 例： D/d=，空氣介質 ε， μ D d ⒋ 傳輸線等效電路理論 ? 電源通過沿線的分布電感逐步向分布電容充電，形成向負載傳輸?shù)碾妷翰ê碗娏鞑ā? ?長線理論解電路方程，可求得線上分布的等效電壓和電流波 ： u(z , t) , i(z , t) * 注意：習慣將坐標原點放在 負載參考面。 z o ～ ZL i(z,t) u(z,t) 電 源 負 載 無損理想傳輸線方程的一般解 ⑴ 線上電壓和電流分別都是由 入射波和反射波疊加而成。 ⑵四個波的相移常數(shù) β相同，且波 相速 VP相同，并無色散。 ⑶入射波電壓與電流的幅值比及 反射波電壓與電流的幅值比相等； 定義為：傳輸線的特性阻抗 Z0 ⑷ VP和 Z0僅與傳輸線的 L1 , C1 有 關，與電源的頻率 f和功率 P無關。 也與負載阻抗 ZL無關。 ? u(z,t)= ui (z,t)+ ur (z,t) i (z,t)= ii (z,t)+ ir (z,t) ? ui (z,t)=Uim Sin(ωt+ βz +θi ) ii (z,t) =Iim Sin(ωt+ βz +θi ) ? ur (z,t)=Urm Sin(ωtβz+θr ) ir (z,t) =Irm Sin(ωt βz+θr ) 電源的 f、 P和負載 ZL對傳輸線工作狀態(tài)有影響嗎？ 11rmrmimim011P11CLIUIUZCL1βωVCLω2β???????λπVP β ω Z0 ω ? 電源的頻率 f 確定工作波長 λ及 相移常數(shù) β； ? 波幅的絕對值由電源功率 P決定； ? 電源的內阻較為復雜，暫不討論； 先假定 Zg = Z0 （ 源端無反射）。 ? 傳輸線的工作 按 不同 負載 ZL的情 況，可分為行波、駐波和混波 三種狀態(tài) 。 ⒌ 傳輸線工作狀態(tài)的分類 電流入射波 z o 電流反射波 ～ ZL Z0 Zg z o 電壓入射波 電壓反射波 z o z o 行波狀態(tài) Im Um 0 Z 電壓入射波 電流入射波 Z0 z Zg o z o ～ ZL ?線上僅有入射波； 像波浪 一樣向前傳播； ?線上波幅 Um ， I m不變 電壓和電流波同位相 （ 波峰位置相同） ? 線上各處輸入阻抗為常數(shù) 并等于 Z0 0imimin ZIU)t,z(i)t,z(uZ ???負載匹配 ZL = Z0 │Umax│ │Umin│ t1 t2 t3 t4 駐波狀態(tài) ? 全反射 （例：終端短路 ZL = 0） Urm=Uim ? 入射波與反射波合成，保證負載處 u(0, t)=0 ? 純駐波像弦振動一樣 原地振蕩，不向前傳播。 ? 沿線存在駐波腹和波節(jié)點，兩者 相距（ λ/4） 距離。 波峰 Umax=2Uim， 波節(jié) Umin=0 入射波與反射波合成駐波 ?終端短路 ZL=0 u(0, t)=0 全反射 Uim =Urm Iim =Irm θr =π u(z,t) =2 UimSinβz Cosωt i(z,t) =2 Iim Cosβz Sinωt ?u(z,t)=Uimsin(ωt+βz)+ Urmsin(ωtβz+θr) i(z,t) = Iimsin(ωt+βz) Irmsin(ωt βz+ θr) ?終端開路 ZL= ∝ i(0, t)=0 全反射 Uim =Urm Iim =Irm θr =0 u(z,t) =2 UimCosβz Sinωt i(z,t) =2 Iim Sinβz Cosωt 電流駐波與電壓駐波在時間上相差（ π/2） 空間上相差 （ λ/4） 距離。 ? 電流駐波與電壓駐波在時間上相差（ π/2）空間上相差 （ λ/4） 距離。 ? 沿線的輸入阻抗是 以（ λ/2）為周期 變化的。 ? λ/4線具有阻抗倒轉性。 )z2(tg0jZ)t,z(i )t,z(uinZ λπ?? )z2(c t g0jZ)t,z(i )t,z(uinZ λπ???全反射駐波的 輸入阻抗 Zin(z) 純虛數(shù)負載全反射 純感負載 ZL = j XL 純電容負載 ZL = j XL 電容負載 ZL = j XC 問題：純虛數(shù)負載輸入阻抗 Zin(z)=? 混波狀態(tài) ? 負載
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