新版第二章-傳輸線理論課件ppt(編輯修改稿)
2024-09-01 19:07 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 位置 z和時間 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，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。駐波狀態(tài)意味著入射波功率一點(diǎn)也沒有被負(fù)載吸阿收，即負(fù)載與傳輸線完全失配。 1. 終端短路 ( ) 2222212 =?0=+=+=0 riri UUUUAAU( ) ( ) ( ) 22202220222102 =?2=2=1=+=1=0riiiriri IIIZUUUZIIAAZI復(fù)數(shù)表達(dá)式為 ( ) ( ) zβUjeeUeUeUzU izβjzβjizβjrzβji s i n2==+= 2 2 2 2( ) ( ) zβIeeIeIeIzI izβjzβjizβjrzβji c o s2=+=+= 2 2 2 2( ) ( )( ) ( ) + c o s c o s2=,2++ c o s s i n2=,2222tωzβItziπtωzβUtzuii即： φ φ 精選 21 第二章 傳輸線理論 沿線電壓電流的瞬時分布和振幅分布，如上圖 短路時的駐波狀態(tài)分布規(guī)律： ( 1 ) 瞬時電壓或電流在傳輸線的某個固定位置上隨時間 t作正弦或余弦變化，而在某一時刻隨位置 z也作正弦或余弦變化，但瞬時電壓和電流的時間相位差和空間相位差均為 π /2，這表明傳輸線上沒有功率傳輸。 ，而電流振幅恒為零， ( 2 ) 當(dāng) 時，電壓振幅恒為最大值，即 ( ) ( )?,1,0= ,41+2= nλnz2m ax 2= iUU這些點(diǎn)稱之為電壓的波腹點(diǎn)和電流的波節(jié)點(diǎn)； 時， ( )?,1,0= ,2= nλnz當(dāng) 電流振幅恒為最大值，而電壓振幅恒為零，這些點(diǎn)稱之為電流的波腹點(diǎn)和電壓的波節(jié)點(diǎn)。 ( 3 ) 傳輸線終端短路時，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，輸入阻抗為 ( ) zβjZzZ in c t g= 0傳輸線終端開路時電壓、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 ， 均勻無耗傳輸線終端無論是短路 、 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。 短路線終端為電壓波節(jié)、電流波腹；開路線終端為電壓波腹、電流波節(jié)；接純電抗負(fù)載時，終端既非波腹也非波節(jié)。 (ii) 與電壓波腹點(diǎn)相差 λ/4處永遠(yuǎn)是電壓波節(jié)點(diǎn) （電流波腹點(diǎn)），其振幅值為 0。 (iii) 沿線同一位置的電壓電流之間時間和距離相位差均為 π/2，所以 駐波狀態(tài)只有能量的存貯并無能量的傳輸 。 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=)()(=)(~zβφjizβφjiezzIzIzIezzUzUzU傳輸線工作在行駐波狀態(tài) ,行波與駐波的 相對大小決定于負(fù)載與傳輸線的失配程度。 歸一化阻抗 )(Γ1)(Γ+1=)(~zzzZ精選 25 第二章 傳輸線理論 將上式用矢量來表示 ,并畫在一個復(fù)平面上。式 (2―4―12)中第一式的第一項(xiàng)為實(shí)數(shù) 1,表示在實(shí)軸方向的單位矢量 ,它是始終不變的。第二項(xiàng)為反射系數(shù)的旋轉(zhuǎn)矢量 ,它的模為|Γ|,在終端處反射系數(shù)的相角為 φ2,即在復(fù)平面上終端處的反射系數(shù)和實(shí)軸的夾角。 精選 26 (一 ) 電壓波腹和波節(jié)點(diǎn)的位置和大小 由前圖可見 ,當(dāng)反射系數(shù)矢量旋轉(zhuǎn)到與 軸重合時 ,合成的歸一化電壓為最大 (或歸一化電流最小 ),故 軸為電壓波腹點(diǎn) (或電流波節(jié)點(diǎn) )的軌跡 。 終端到第一個電壓波腹點(diǎn)的距離 zmax1應(yīng)滿足 ODODβφzzβφ2/=0=22m a xm a x2 此時電壓最大值為 軸為電壓波節(jié)點(diǎn) (或電流波腹點(diǎn) )的軌跡 。 終端到第一個電壓波節(jié)點(diǎn)的距離 zmin1應(yīng)滿足 m a x 1 ΓU =+即 此時電壓的最小值為 即 4/+ 2/==22m inm in2λβφzπzβφΓ1=~ m i nU第二章 傳輸線理論 OCKUUρ1=Γ1Γ+1= ~~=m i nm a x精選 27 第二章 傳輸線理論 (二 ) 阻抗特性 ODm a xm a xm in1 Γ1 ΓUR ρI+= = =(2―4―19)
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