【正文】 lscinZ2022/1/3 66 綜上所述 ， 均勻無(wú)耗傳輸線終端無(wú)論是短路 、 開(kāi)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)電壓 、 電流的振幅是位置的函數(shù) ， 具有固定不變的波節(jié)點(diǎn)和波腹點(diǎn) ，兩相鄰波節(jié)點(diǎn)之間的距離為 ?/2。 短路線終端為電壓波節(jié) 、 電流波腹；開(kāi)路線終端為電壓波腹 、 電流波節(jié)；接純電抗負(fù)載時(shí) ， 終端既非波腹也非波節(jié) 。 接純電感負(fù)載時(shí) ， 距負(fù)載第一個(gè)出現(xiàn)的是電壓波腹點(diǎn) ；接純電容負(fù)載時(shí) ， 距負(fù)載第一個(gè)出現(xiàn)的是電壓波節(jié)點(diǎn) 。 (ii)沿線各點(diǎn)的電壓和電流隨時(shí)間和空間都有 ?/2的相位差 ， 故線上既不能傳輸能量也不消耗能量 。 (iii)電壓和電流波節(jié)點(diǎn)兩側(cè)各點(diǎn)相位相反 ， 相鄰兩節(jié)點(diǎn)之間各點(diǎn)的相位相同 。 (iv)傳輸線的輸入阻抗為純電抗 ， 且隨頻率和長(zhǎng)度變化；當(dāng)頻率一定時(shí) ，阻抗隨長(zhǎng)度而變 ， 或相當(dāng)于電感 、 電容 ， 或具有諧振 （ 串 、 并聯(lián) ） 電路特性 。 1maxd 1mind2022/1/3 67 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 Z R jXL L L? ?? ?? ? ? ? ? ?2 2 200 0 022 2200 00122 llll l l lll l l l l l ljl l lR jX ZZ Z R Z X X ZjZ Z R jX Z R Z X R Z Xje ??? ? ???? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ?式中終端反射系數(shù)的模和相角分別為 ? ?? ?2 202 20lllR Z XR Z X??????02 2 202a r c t g llllXZR X Z? ? ??傳輸線工作在行駐波狀態(tài)。行波與駐波的相對(duì)大小決定于負(fù)載與傳輸線的失配程度。 所謂行駐波狀態(tài)，即最一般的部分反射情況 (44) (45) | | | | 1ljl l ll l leZ R jX?? ? ? ? ? ?? ??? ， 其 中2022/1/3 68 和全駐波情況類(lèi)似 ， 分析行駐波情況沿線電壓 、 電流分布 39。39。1()39。239。39。1()39。2( 39。) ( )( 1 | |) 2 | |1si n 39。 ( )2( 39。) ( )( 1 | |) 2 | |1c os 39。 ( )2llj z j zlljjzl l l llj z j zlljjzl l l llU z U e eU e j U ezI z I e eI e I ez??????????? ? ??? ? ??????????????????? ????? ? ??????????????? ?????????? ? ? ????? ??????????????（ 46） 2022/1/3 69 由形式似乎看出：前一部分是行波 ， 而后一部分是全駐波 。 z 00U II,Z = R + Xl l lUUUmaxmin 行 波 部 分 駐 波 部 分圖 41 行駐波傳輸線 再次寫(xiě)出行駐波沿線電壓、電流分布 ( 2 )( 2 )( ) 1( ) 1LLjzLjzLU z V z eI z I z e???????????? ??? ? ?????? ? ?（ ）（ ）2022/1/3 70 ?沿線電壓電流振幅分布具有如下特點(diǎn) ： (1) 沿線電壓電流呈非正弦周期分布； (2) 當(dāng) 時(shí)，即 ? ?2 2 0 , 1 , 2 , Lz n n? ? ?? ? ? ?42Lzn? ? ?????在線上這些點(diǎn)處， 電壓振幅為最大值 (波腹 )，電流振幅為最小值 (波節(jié) )，即 ? ?? ?m a xm in11 lLlLUUII??????? ???? ??(3) 當(dāng) 時(shí)，即 ? ? ? ?2 2 1 0 , 1 , 2 , Lz n n? ? ?? ? ? ? ?? ?2144Lzn? ? ??? ? ? ?在線上這些點(diǎn)處， 電壓振幅為最小值 (波節(jié) )，電流振幅為最大值 (波腹 )，即 (4)電壓或電流的波腹點(diǎn)與波節(jié)點(diǎn)相距 。 /4?? ?? ?m inm a x11 lLlLUUII??????? ???? ??(5) 當(dāng)負(fù)載為純電阻 RL，且 RLZ0時(shí)，第一個(gè)電壓波腹點(diǎn)在終端。 當(dāng)負(fù)載為純電阻 RL，且 RLZ0時(shí)，第一個(gè)電壓波節(jié)點(diǎn)的位置為 當(dāng)負(fù)載為感性阻抗時(shí)，第一個(gè)電壓波腹點(diǎn)在 范圍內(nèi)。 當(dāng)負(fù)載為容性阻抗時(shí)，第一個(gè)電壓波腹點(diǎn)在 范圍內(nèi)。 ?40 4? ?z ?? ?4 2? ?z2022/1/3 71 沿線電壓電流的振幅分布如圖 2022/1/3 72 R Zl0z 0UU , II圖 42 ＜ 狀態(tài) ll RZ ? 0ZzUU , II0zR Zl0圖 43 ＞ 狀態(tài) ll RZ ? 0Z2022/1/3 73 任意狀態(tài) lll jXRZ ??z 0zz0Z =R + Xl l lzd minUUX 0 情 況lX 0 情 況ld min zl g12圖 44 2022/1/3 74 傳輸線理論例題講解 有一根長(zhǎng)度為 4m的傳輸線，測(cè)得終端開(kāi)路和短路時(shí)的入 端阻抗分別為 250???50?和 360??20?，頻率為 ， 試求： (1)傳輸線的 Z0， ?，和 ?； (2)傳輸線的 R0， L0， G0和 C0。 [解 ](1)由均勻傳輸線入端阻抗的基本計(jì)算式可得 00( ) ta n( ) / ta nscinocinZ d Z dZ d Z d????所以，傳輸線的特性阻抗為 0( ) ta n 3 6 0 2 0scinZ d Z d?? ? ? ?0 ( ) ( ) 3 0 0 1 5o c s cin inZ Z d Z d? ? ? ? ? ? ?由 ，可求得 3 6 0 2 0a r c ta n 0 . 5 5 8 0 . 9 53 0 0 1 5dj???? ? ?? ? ?2022/1/3 75 R e ( ) 0 . 1 3 9 N p /mI m ( ) 0 . 2 3 8 r a d /m????????由此得 (2)由傳輸線特性參數(shù)之間的關(guān)系 0 0 00001Z R j LZG j C??????? ?最后可得 00= 5 8 .6 8 /m = 0 .8 1 H /m= 0 .2 4 2 m S/ m = 1 2 .3 4 p F /mRLGC??2022/1/3 76 一無(wú)耗同軸傳輸線向一電偶極子天線饋電，設(shè)同軸線介質(zhì)的介 電常數(shù)為 ?，磁導(dǎo)率為 ?0，內(nèi)、外導(dǎo)體的半徑分別為 a和 b(b/a=100) 測(cè)出的駐波比 ρ=4，電壓最小值處距天線饋電點(diǎn)的距離為 ， f=112MHz，求： （ 1）天線的輻射電阻 。 （ 2）如果用電流表代替電壓表，則在何處量得最大值和最小 值，它們的電流之比是多少 ？ [解 ](1)根據(jù)同軸傳輸線的尺寸計(jì)算其特性阻抗，有 0001 6 0l n l n 1 0 02 rL bZCa??? ?? ? ?因天線的等效參數(shù)（輻射電阻）為純電阻，又測(cè)得電壓最小值處離天線饋電點(diǎn)的距離為 ，所以 6824 8 2 m11 2 10 2 5 10 m / s 6rvfcv???? ? ?? ? ? ? ? ?????????2022/1/3 77 代入 Z0的表示式中，得 0001 / 28 .7 82 51LeLLZR Z Z Z ?????? ? ? ? ???(2)如果用電流表代替電壓表，則電壓最小值處即電流的最大值處，所以離天線饋電點(diǎn) ， 。且 m a x m a xm in m in4IUIU ?? ? ? 已知特性阻抗 Z0=300?的無(wú)耗均勻傳輸線上的駐波比 ρ=， 距負(fù)載最近的電壓最小值離終端 ?，試求： (1) 終端的反射系數(shù) ?L； (2) 負(fù)載阻抗 ZL； (3)線上入端阻抗為純電阻的位置及電阻值 。 2022/1/3 78 [解 ](1)由終端反射系數(shù)與駐波比的關(guān)系得 1113L???? ? ??又由駐波腹、節(jié)點(diǎn)分布關(guān)系 m in0 . 24 1 63LjLzej??? ? ??? ? ?? ? ? ?(2)負(fù)載阻抗 ? ?0 1 4 6 6 2 0 61 LLLZ Z j??? ? ? ???(3)線上入端阻抗為純電阻的位置，應(yīng)在電壓最小值點(diǎn) 或最大值點(diǎn)處。由此得 ? ?? ?0, m in, m a x 02115 0 0. 322160 0 0. 34ininnZR Z dnR Z Z d????????? ? ? ? ? ??????? ? ? ? ? ???2022/1/3 79 七、 有耗線的特性與計(jì)算 損耗：導(dǎo)行波的振幅衰減：入射波和反射波的振幅均沿自已傳播方向指數(shù)衰減 色散：相移常數(shù)是頻率的函數(shù)：波傳播速度與頻率有關(guān) j? ? ???( 2 )2( ) | | LjddLd e e??? ??? ? ?電壓駐波比 221 | |1 | |dLdLee??????????2022/1/3 80 1. 沿有耗線電壓、電流分布 ( 2 )2( 2 )2( ) [ 1 | | ]( ) [ 1 | | ]LLjdd j d dLLjdd j d dLLV d V e e e eI d I e e e e??? ? ???? ? ?????????????0/LLI V Z???242 1 / 2242 1 / 2| ( ) | | | [ 1 | |2 | | c o s ( 2 ) ]| ( ) | | | [ 1 | |2 | | c o s ( 2 ) ]ddLLdLLddLLdLLV d V e eedI d I e eed???????? ? ??? ? ???????????????電壓與電流振幅 2022/1/3 81 2. 有耗線任一點(diǎn)輸入阻抗 0000th()th1 ( )1 ( )( ) ( )LinLi n i nZ Z dZ d ZZ Z ddZdR d j X d????????????2022/1/3 82 終端開(kāi)路： 1L??00( ) 2 c h2( ) sh( ) c t hLLocinV d V dVI d dZZ d Z d???????????終端短路： 1L? ? ?00( ) 2 sh2( ) c h( ) t hLLscinV d V dVI d dZZ d Z d???????????20( ) ( )oc scin inZ d Z d Z?1 ( )a r c t g()scinocinZdjd Z d? ? ?? ? ?