微波技术基础第14次课解读.ppt

微波技术基础 5.6 无耗传输线的三种工作状态 传输线终端接不同的负载阻抗时，线上的反射情况不一样，线上电压波和电流波的分布情况不一样，将有三种不同的工作状态，分别为： 1)行波状态 2)纯驻波状态（又称驻波状态） 3)行驻波状态 为了便于讨论，我们假设传输线是无耗的，即R1=G1=0 5.6.1 行波状态 产生条件： 负载阻抗等于传输线的特性阻抗，即 = 时。 波的分布状态： 信号源传向负载的信号被完全吸收，传输线上只有入射波没有反射波。 电压、电流表达式： 电压、电流振幅沿线分布图： 行波状态下的工作参量： 行波状态的特点： ①电压，电流的振幅沿线不变。利用此特点可以通过测 量来判断行波状态； ②电压和电流沿线各点均同相，电压或电流的相位随z 减小而滞后，线上为从波源到负载的单向行波； ③沿线各点的输入阻抗均等于传输线的特性阻抗。因没 有反射波，反射功率为0，入射功率完全被负载吸， 因此行波状态下是传输能量所希望的工作状态。 5.6.2 （纯）驻波状态 波的分布状态： 信号源通过传输线传向负载的入射波在终端处发生全反射（ ），反射波幅度和入射波幅度相等，在线上入射波与反射波叠加 。 形成条件： 终端端接短路、开路和纯电抗负载，即 =0， ， 。四种不同负载决定了纯驻波分布情况，其区别在于传输线终端处的相位不同。 1.传输线终端短路（ =0） 有： 因此： 线上电压、电流的振幅值相对于入射波电压、电流振幅 的比值为： 或 或 根据上面的公式，我们可以可以画出传输线上的电压， 电流振幅分布 该状态下，传输线的其他工作参量为： 根据上式，可以画出输入阻抗沿线的分布曲线 2.传输线终端开路（ = ） 有： 因此： 或 或 根据上面的公式，我们可以可以画出传输线上的电压， 电流振幅分布 该状态下，传输线的其他工作参量为： 根据上式，可以画出输入阻抗沿线的分布曲线 3.终端接感性负载（ ） 有： 因此： 根据上面的公式，我们可以可以画出传输线上的电压， 电流振幅分布 该状态下，传输线的特性参量： ， ， ， 4.终端接容性负载（ ） 有： 因此： 根据上面的公式，我们可以可以画出传输线上的电压， 电流振幅分布，与情况3的图形类似。 该状态下，传输线的特性参量： 小结 均匀无耗传输线终端无论是短路、开路还是接纯电抗 负载，终端均产生全反射，沿线电压电流呈驻波分布， 其特点为： (1) 电压、电流振幅随传输线的位置变化而变化。四 种情况的区别在于 的值各不相同，因而 也 不同。 (2) 电压、电流随传输线的位置变化而变化，但不是 均匀变化。相邻节点之间各点的电压（或电流） 相位相同，节点两边的点的相位相反。 (3) 传输线上同一位置z处电压与电流的相位差90°。电压沿线为正弦变化，电流则为余弦变化，叫空间相差，表现在分布图上为电压波腹点对应于电流波节点，电压达最大时电流为零或相反，所以驻波状态只有能量的存贮并无能量的传输。 (4) 传输线的输入阻抗为纯电抗，其值随频率和位置变化而变化；当频率一定时，不同长度的驻波线可分别等效为电感、电容、串联谐振电路或并联谐振电路。 5.6.3 行驻波状态 产生条件：传输线终端为一般负载，即 波的分布状态：传输线上既有行波又有驻波，称为行 驻波。波节不为零，波腹也不等于终端入射波振幅的 两倍。 行驻波状态下，有 因此电压电流的表达式为： 负载阻抗与驻波系数，驻波相位的关系式为 行驻波状态下沿线电压电流振幅分布 * * 徐锐敏 教授 电子科技大学电子工程学院 地点：清水河校区科研楼C309 电话 电邮：rmxu@uestc.edu.cn 传输线的工作状态 传输线的工作状态—行波状态 ZL=Z0 Z0 Zin(z) Г(z) 电压、电流的幅值不随z而变化。沿线处处相同。 传输线的工作状态—行波状态 传输线的工作状态—行波状态