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微波技術(shù)1章阻抗匹配(參考版)

2025-05-15 06:12本頁(yè)面
  

【正文】 。 圓圖中每一點(diǎn)都有確定的物理意義,總結(jié)圓圖中每一點(diǎn)的物理意義。 1?? ???? 《 ??????????? 39。39。傳播常數(shù)為 ed tg ?????????? ?‘‘’‘ )=+(= 2121在微波波段,由于 ω很大介質(zhì)的極化阻尼損耗起主要作用。39。 ?????????????? ??????????? jjjjj介質(zhì)損耗包括兩個(gè)方面, 考慮損耗后的麥?zhǔn)戏匠虨? 定義介質(zhì)的損耗角正切 39。39。39。39。39。[ ( ) ]edjk j j j j?? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ?=二、介質(zhì)損耗 一是在高頻場(chǎng)作用下介質(zhì)被極化時(shí)而產(chǎn)生的阻尼作用,它使得介質(zhì)的介電常數(shù)不再 是實(shí)數(shù)而是復(fù)數(shù) ε= ε’ - jε’’ 另一個(gè)損耗的因素是介質(zhì)的電導(dǎo)率不為零而引起的。 39。對(duì)于小損耗的情況,傳輸功率可用理想情況下的來(lái)代替,這樣就可以在已知傳輸線(xiàn)的場(chǎng)解以后求得衰減常數(shù)。故傳輸功率按 e2 α z 規(guī)律衰減,即 P(z)=P0 e2 α z, P0為輸入端功率, α 是待定的衰減常數(shù)。 一、導(dǎo)體損耗 通常導(dǎo)體的電導(dǎo)率 σ 1為有限值,沿 z方向的高頻電流在導(dǎo)體上產(chǎn)生沿 z方向的電壓 降,電場(chǎng)出現(xiàn)了沿 z方向的縱向分量,嚴(yán)格的說(shuō),此刻傳輸線(xiàn)上將不再是 TEM波。反射系數(shù)的模值沿線(xiàn)不再是常 數(shù),而是隨遠(yuǎn)離負(fù)載而指數(shù)減小,在圓圖上就是從負(fù)載向源移動(dòng)時(shí),它沿著螺旋線(xiàn) 移動(dòng),最后中止于圓圖的中心。在有的情況下,當(dāng)傳輸線(xiàn)損耗不能忽略時(shí),就必須研究損耗問(wèn)題。 傳輸線(xiàn)的阻抗匹配 阻抗匹配器 167。 Zl Zc L l1 l2 λ/4 l3 λ/4 三支節(jié)匹配器 A A B B 此時(shí)將支節(jié) l1的長(zhǎng)度調(diào)至 λ/4 ,使它對(duì)主線(xiàn)不起 作用。其匹配原理 與雙支節(jié)類(lèi)似,三個(gè)支節(jié)的間距一般取 λ/4 其匹配過(guò)程如下: 先將支節(jié) l3的長(zhǎng)度調(diào)至 λ/4 ,使它對(duì)主線(xiàn)不起作 用。 ⑶ BB面與 AA面距離為 λ/4,對(duì)應(yīng)在圓圖中, 由 F點(diǎn)沿等 |Γ|圓順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 1800交 G= 1等電導(dǎo)圓 于 H點(diǎn),讀得該點(diǎn)的歸一化導(dǎo)納值為 ⑷ 調(diào)節(jié)支節(jié) l2使之產(chǎn)生的電納為 , 從而實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)匹配。 理由是 AA面與 BB面相距 λ/4,任一落在 G= 1的等 電導(dǎo)圓上的點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 1800都會(huì)落在輔助圓上。由此知道,支節(jié) l1作用是將 BB 面的導(dǎo)納移至輔助圓上,只要 BB面導(dǎo)納對(duì)應(yīng)點(diǎn)所在 的等電導(dǎo)圓與輔助圓相交,即可實(shí)現(xiàn) ④ 若 BB面導(dǎo)納對(duì)應(yīng)點(diǎn)所在的等電導(dǎo)圓與等輔助圓沒(méi)有交 點(diǎn),則匹配不可能實(shí)現(xiàn),這就是雙支節(jié)匹配器所出現(xiàn)的“匹 配死區(qū)”問(wèn)題。 jBA,即落在 G= 1 的等電導(dǎo)圓上,此時(shí) BB面的輸入導(dǎo)納應(yīng)為多少?答 案是 BB面的輸入導(dǎo)納應(yīng)落在圖中所示的輔助圓上。即能達(dá) 到匹配的條件是 AA截面上不包含 l2的 Y’AA= 1177。 jBY 2 =+ jBλ /8L L BBL double stub ma tc hi ngλ/8L 1 2 21?與單支節(jié)不同,不調(diào)節(jié) L ?僅調(diào)節(jié) L L2 l1 l2 Zl Zc L A A B B λ/4 下面用倒推的方法來(lái)討論雙支節(jié)匹配過(guò)程: .00 .01 .02 .03 .04 .05 .06 .07 .08 .09 .10 .11 .12 .13 .49 .48 .47 .46 .45 .44 .43 .42 .41 .40 .39 .38 .37 .25 .24 .23 .22 .21 .20 .19 .18 .17 .16 .15 .14 .26 .27 .28 .29 .30 .31 .32 .33 .34 .35 .36 .00 .01 .02 .03 .04 .05 .06 .07 .08 .09 .10 .11 .12 .13 .49 .48 .47 .46 .45 .44 .43 .42 .41 .40 .39 .38 .37 .25 .24 .23 .22 .21 .20 .19 .18 .17 .16 .15 .14 .26 .27 .28 .29 .30 .31 .32 .33 .34 .35 .36 1 0 .5 ∞ 2 輔助圓 ① 假設(shè) AA截面上不包含支節(jié) l2的歸一化輸入導(dǎo)納 Y’AA 落在 G= 1的等電導(dǎo)圓上,為 1177。距離一般取 λ/8, λ/4, 3λ/8。在圓圖上找到 0177。 若在 LT并聯(lián)支節(jié),支節(jié)提供的電納應(yīng)為 , 這時(shí)可求得短路支節(jié)的長(zhǎng)度 lT為 λ。 , 求得支節(jié)接入的位置分別為L(zhǎng)S= λ, LT= λ. ⑶ 分別在 LS及 LT并聯(lián)支節(jié)進(jìn)行匹配。 Zl= 75+ j100 Zc= 50 LS = λ LT= lS= λ lT= 解:⑴首先,對(duì)負(fù)載阻抗歸一化,得+j2 ,在圓圖上找到其對(duì)應(yīng)點(diǎn) A。若于 ST點(diǎn)在 傳輸線(xiàn)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)位置中的任一處 并 聯(lián)一個(gè)分支線(xiàn),它提供+ jB電納,使 匹配器所在處輸入導(dǎo)納正好等于 1, 從而實(shí)現(xiàn)匹配。一 般情況下等 |Γ|圓與 G= 1的等 G圓總有交 點(diǎn) S與 T,其讀數(shù)為 1177。它是在主傳輸線(xiàn)上并聯(lián)一個(gè)分支線(xiàn)(終端 短路線(xiàn)或開(kāi)路線(xiàn)),使在匹配器所在處向負(fù)載看過(guò)去的輸入導(dǎo)納正好等于特性 導(dǎo)納,從而實(shí)現(xiàn)了負(fù)載阻抗匹配。 ③在距負(fù)載 LS或與 LT處并聯(lián)提供- jB或 jB的支節(jié), 支節(jié)的長(zhǎng)度 lS或 lT應(yīng)用求短路線(xiàn)輸入導(dǎo)納的方法可以求得。 jBY 2 =+jBSingle stub matching00.940.840.740.640.5
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