第7章均匀传输线中的导行电磁波试题.ppt

第7章 均匀传输线中的导行电磁波 第7章 均匀传输线中的导行电磁波 本章要求 熟练掌握均匀传输线的稳态分析方法,并灵活应用其方法 深刻理解电压波和电流波的传播特性 ( 行波、驻波、匹配等 ) 掌握有损耗传输线的无畸变条件 7.0 序 传输线作用：引导电磁波，高效率将能量或信息定向地从一点传输到另一点 传输线种类：平行双线 、同轴电缆 、平行板传输线、金属波导和介质波导等。 均匀传输线：导体材料、横截面形状和尺寸、相对位置及周 围介质沿线都无变化的传输线。 TEM 波：波传播的方向上无电场和磁场的分量。 分布参数电路：当实际电路尺寸与工作波长接近时的电路模型 分布参数等效电路 7.1 无损耗均匀传输线方程 电流只有轴向分量 消去 得 消去 得 TEM波 结论： 与静态电磁场相比: 1.位函数满足的微分方程完全相同 2.边界条件也相同 所以，TEM波的电场和磁场在传输线的横截面内的分布和静态场的分布完全一样 静态场指的是？ 思考 传输线每单位长度的电感 同一截面内传输线两导体间电压 两式相减 电报方程 传输线方程 结点电流方程 回路电压方程 略去dz的二阶无穷小项，得传输线方程 均匀传输线电路模型 式中 电压波动方程 电流波动方程 对z 求偏导 对t 求偏导 7.2 无损耗均匀传输线的传播特性 7.2.1 瞬态解 通解 u+ 入射电压波、 u- 反射电压波； 波动方程 i+ 入射电流波、 i- 反射电流波。 7.2.2 正弦稳态解 方程的解 式中 —传播常数； —相位常数 瞬态形式 复数形式 入射波 反射波 方程的解 —特性阻抗 （实数） 定义 所以 1.已知始端 和 将已知条件 代入通解 解得复常数 代入通解 已知始端 整理后 注意：终端为坐标原点，沿线 z 0， l 0 通解 2. 已知终端 和 将已知条件 代入通解 解得复常数 代入通解，得 已知终端 3. 传输线任一点处的有功功率 传输线无损耗，所以任一点的 P 相同。 =入射波功率–反射波功率 const = 7.3 无损耗传输线中波的反射和透射 7.3.1 反射系数和透射系数 1. 负载端反射系数 传输线接负载 负载端 反射系数 2. 沿线任一点反射系数 3. 非均匀传输线的反射系数和透射系数 反射系数 z = 0 处 结论: 无限长均匀无损传输线可等效为 。 透射系数 图7.3.2 非均匀传输线 4. 沿线各点电压、电流表达式 7.3.2 传输线工作状态 2. 行波 当 时， ，S=1, 无反射 (匹配) a. 电压波、电流波无反射； b. 电压、电流同相，且沿线振幅为常数。 匹配特点 1. 驻波比 S 定义 电压、电流为行波 3. 驻波 如 （开路）， ，则 即，当 时， , 发生全反射 电压波、电流波为驻波。 （短路） （开路） （纯电抗） 电压波腹，电流波节 c）时间相位差 90o，无能量传播，电能与磁能在 空间相互转换。 b）当 ， 驻波特点 电压波节，电流波腹 a）无波动性。 当 ， 4. 行驻波 = 行波 + 驻波 当 时, ，部分电磁波反射 电压波、电流波为行驻波。 思路 及 （2）根据 和 求 例7.3.1 已知传输线特性阻抗及电磁波波长，测量可 得 ，试求负载 。 或 解 （1） （b）当 时，终端离 最近的位置为 (3) 由 得到 注意：坐标原点位于负载端，故坐标 z 0. （a）当 时, 终端离 最近的位置为 7.4 无损耗传输线的入端阻抗 7.4.1 入端阻抗 入端阻抗 定义 a,b端阻抗 每隔 重复出现一次，即