【正文】 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。 （ 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) ， 。 ?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。 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)。 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 。) ( )( 1 | |) 2 | |1c os 39。) ( )( 1 | |) 2 | |1si n 39。1()39。239。39。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。 (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 。 (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 。 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(shí) ， 終端既非波腹也非波節(jié) 。 終端電壓反射系數(shù)為 00 ljLLllZ Z jX Z eZ Z jX Z?????? ? ???1l? ? 02202 lllXZXZ? ? ?a r c t g (1) 負(fù)載為純感抗 0 0 0022ll e e XX Z l lZ????? ? ?t g a r c t g(2) 負(fù)載為純?nèi)菘? 02leXlZ?????? ????ar c c t g因此 ， 長(zhǎng)度為 l終端接電抗性負(fù)載的傳輸線 ， 沿線電壓 、 電流及阻抗的變化規(guī)律與長(zhǎng)度為 (l+le)的短路線上對(duì)應(yīng)段的變化規(guī)律完全一致 ，距終端最近的電壓波節(jié)點(diǎn)在 范圍內(nèi) 。(|0|)39。) | 2 | || ( 39。 ( 2 1 ) / 2 39。 39。) t a n 39。) 2 si n 39。) 2 c os 39。 ? ? ? ?2 1 4 , 0 , 1 ,z n n?? ? ? ? max( ) 2( )lUU?? 而電流振幅恒為零， 這些點(diǎn)稱之為電壓的波腹點(diǎn)和電流的波節(jié)點(diǎn)； ? ?2 , 0 ,1 , z n n?? ??當(dāng) 時(shí)， 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)。) | 2 | || ( 39。(|0|)39。 ( 2 1 ) / 2 39。 39。) t a n 39。) ( 39。) 2 c os 39。) 2 sin 39。 39。 39。 39。 39。 我們把 反射系數(shù)模等于 1的全反射情況稱為 全駐波狀態(tài) 。 (39) (310) 沿線的阻抗 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 2022/1/3 58 圖 32 行波狀態(tài) 0LZZ ?0Z,VI 1 2 3,I I Izz||V||I000 z0Z2022/1/3 59 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。 ? ? ?? ?UI Z Zm i nm a x0011?? ?Rin (波節(jié) ) ? ? ?? ?UI Z Zm a xm i n0 011?? ?Rin (波腹 ) /4? /2?2022/1/3 54 2）阻抗與駐波參量的關(guān)系 由分布參數(shù)阻抗 000tg()tgLinLZ jZ dZ d ZZ jZ d?????000( ) tg( ) tginLinZ d jZ dZZZ jZ d d?????選取駐波最小點(diǎn)為測(cè)量點(diǎn) —— ① 距離負(fù)載的第一個(gè)電壓駐波最小點(diǎn)位置 m in 0 0( ) / /inZ d Z V SW R Z ???m i n0m i n1 tgtgLjdZZjd???????負(fù)載阻抗和駐波參量一一對(duì)應(yīng) ；② 終端短路，確定電壓波節(jié)點(diǎn)作參考，接上負(fù)載測(cè)量參考點(diǎn)附近電壓駐波最小點(diǎn) 2022/1/3 55 傳輸功率 傳輸功率為 ? ? ? ? ? ?? ?P z U z I z? ?12 R e ? ? ? ? ? ? ? ?? ?? ? ? ????????????12 1202ReU zZ z z zi ? ? ? 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 ? ?P z U I U Z K? ?12 12 20m a x m i nm a x 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 P UZ Kbr br? 12202022/1/3 56 六、 無耗線工作狀態(tài)分析 行波狀態(tài) (無反射情況 ) 如果負(fù)載 或無限長(zhǎng)傳輸線 ， 這時(shí) 0ZZl ?000lllZZZZ?????0 0 0 00 0 0 001( ) ( )21( ) ( )2j z j zj z j zU z U I Z e U eI z U I Z e I eZ????? ? ?? ? ??? ? ????? ? ? ???(37) 無反射波，我們稱之為行波狀態(tài)或匹配 (Matching)。z2022/1/3 50 ? 反射系數(shù)與阻抗的關(guān)系 輸入阻抗與反射系數(shù)間的關(guān)系 ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ?01 111iiniU z zU z zZ z ZI z I z z z? ?????????? ???? ? ? ?? ? ? ???????負(fù)載阻抗與終端反射系數(shù)的關(guān)系 上述兩式又可寫成 ? ? ? ?? ? 00ininZ z ZzZ z Z?? ?? ?? ? 00LLLZZZZ????11LLLZ ???? ?2022/1/3 51 駐波比和行波系數(shù) 電壓（或電流） 駐波比 ?定義為傳輸線上電壓（或電流）的最大值與最小值之比，即 ? ? ?UU IIm a xm i nm a xm i n 當(dāng)傳輸線上入射波與反射波同相迭加時(shí)，合成波出現(xiàn)最大值；而反相迭加時(shí)出現(xiàn)最小值 ? ?? ?U U U UU U U Ui r ii r im a xm i n? ? ? ?? ? ? ?11??駐波比與反射系數(shù)的關(guān)系式為 ? ? ? ??UU m a xm in11??? ? ???? 11 行波系數(shù) K定義為傳輸線上電壓（或電流）的最小值與最大值之比，故行波系數(shù)與駐波比互為倒數(shù) K UU II? ? ? ?? ?m i nm a xm i nm a x111?? ?2022/1/3 52 反射系數(shù)模的變化范圍為 駐波比的變化范圍為 0 1? ??1 ? ? ??行波系數(shù)的變化范圍為 0 1? ?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)參量來描述。z39。z39。 ④ 無耗線的阻抗呈周期性 ， 具有 ?/4變換性和 ?/2重復(fù)性 。 由于微波頻率下 ， 電壓和電流缺乏明確的物理意義 ， 不能 直接測(cè)量 ， 故傳輸線阻抗也不能直接測(cè)量 。linlZ jZ zZ z ZZ jZ z????? 輸入阻抗與負(fù)載阻抗關(guān)系 /l l lZ U I?終 輸端 入 阻 抗2022/1/3 49 5. 無耗傳輸線輸入阻抗 Z ［性質(zhì)］ ① 傳輸線上任意點(diǎn) 的阻抗與該點(diǎn)的位置和負(fù)載阻抗 Zl有關(guān) ， 點(diǎn)的阻抗可看成由 處向負(fù)載看去的輸入阻抗 （ input impendence） 。( 39。 c os 39。)1( 39。 si n 39。39。) ( 39。 (2 2 )2() LLL jddd ede ??? ?? ?? ? ? ????2 dL e ?? ?()d?2 d??L?L?1? ?向信號(hào)源 00L? 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