第2章传输线的基本理论4.pptVIP

利用图解法求解传输线上任一点的参数。 将不同ZL时，传输线上任意截面处的Zin(z)（或Yin(z))与(z) 的关系曲线绘制在同一特殊的图上，会发现这些曲线实际上是一些圆或圆弧，因此所构成的图称为圆图.相应有阻抗圆图和导纳圆图 §2.5 阻抗圆图和导纳圆图 常用ZC、ZL、Zin(z)/Yin(z)、(z)、s/K等参量数间互有联系 利用公式计算： 引言 包括三族圆： （一）反射系数圆 复平面上，以原点为圆心， 半径为|(z)|1的一组同心圆 （二）电阻圆 复平面上，以（ r/(1+r),0）为圆心, 半径为1/(1+r)的一族圆 （三）电抗圆 复平面上，以（1 ,1/x）为圆心, 半径为1/x 的一族圆（圆弧） 一、阻抗圆图 a.复平面上的反射系数圆 模：|(z)|= |(0)|为恒定值 相角f (z)变化 向电源方向顺时针旋转减小；向负载方向逆时针旋转增加； 不同ZL对应一簇以原点为圆心，半径|G|1的同心圆。 与||1的一组同心圆一一对应 ||＝0 s=1 ||＝0.5 s=3 ||＝1 s= 同时也是等驻波比圆 b.G复平面上的归一化阻抗圆 可得： 上式为两个圆的方程。 令等式两端的实部和虚部分别相等。 归一化阻抗 上式为归一化电阻的轨迹方程，当r等于常数时，其轨迹为一簇圆； 电阻圆 半径： 圆心坐标： r 0 0.5 1 2  圆心 (0,0) (1/3,0) (1/2,0) (2/3,0) (1,0) 半径 1 2/3 2/3 1/2 0 r ￪，半径￬ 都与（1，0）相切 圆心都在正实轴上 单位圆 缩小为点(1,0) 第二式为归一化电抗的轨迹方程， 当x等于常数时，其轨迹为一簇圆弧；（||1） 电抗圆 半径： 圆心坐标： x 0 0.5 1 2  圆心 (1, ±) (1, ±2) (1, ±1) (1, ±2) (1,0) 半径 ± 2 1 1/2 0 r ￪，半径￬ 圆心都在r=1直线上 都在（1，0）点与实轴相切 直线，对应纯电阻 缩小为点(1,0) 实轴上的点对应纯电阻，以此为界 感性电感（x0）对应电抗圆在上半平面 容性电感（x0）对应电抗圆在下半平面 （三）实用阻抗圆图的组成 反射系数圆+电阻圆+电抗圆 —— 阻抗圆图 但实际工程中不再绘出反射系数圆 (1) 每个电阻圆对应的r值 一般标注在电阻圆与实轴以及x＝1电抗圆的交点处 (2) 每个电抗圆对应的x值 一般标注在电抗圆与r=0或r＝1的电阻圆的交点处 注意: 圆图中某点所在电阻圆和电抗圆对应的r和x值是归一化的 (3) 特殊点、线、面的物理意义 l匹配点： 原点O处 ，对应 r=1,x=0 对应的电参数： 匹配点 O 对应传输线上为行波状态。 l纯电抗圆和开路、短路点： l 纯电阻线与Vmax和Vmin线： 纯电阻线 实轴AOB是x=0的纯电阻线,z=r+jx=r Vmax线（电压最大线） Vmin线（电压最小线） l 纯电阻线与Vmax和Vmin线： l 感性与容性半圆： 感性半圆与容性半圆的分界线是纯电阻线。 （4）外圆标度及方向： ＝0－2z＝常数的等相角射线段，用波长数z/标注在单位圆外,取电压波节点处为z=0点B 若A点波长数z/标注为0.3/0.2 则 lmin=(0.5-0.2) =0.3 向信源：顺时针增加(0～0.5) 向负载：逆时针增加(0～0.5) 方向 标度 圆图上旋转一周（2） 相应传输线长度为l/2 二、导纳圆图 当微波元件为并联时，使用导纳计算比较方便。 电导及电纳 归一化导纳: 导纳圆图： — 由电导圆、电纳圆及电流反射系数圆组成 —与阻抗圆图的图形完全一样 使用的规则也相同 但含义不同 电阻r — 电导g 电抗x — 电纳b 电压反射系数u — 电流反射系数I (特殊点、面) 阻抗圆图 导纳圆图 O点(0,0) 匹配点 —— 匹配点 A点(1,0) 开路点(z＝) —— 短路点(y= ) B点(-1,0) 短路点(r=0,x=1) —— 开路点(g=0,b=1) 右半实轴OA段 电压波腹点(r=s) —— 电流波腹点(g=s) 左半实轴OB段 电压波节点(r=1/s) —— 电流波节点(g=1/s) 上半圆面 x0，感性半圆面 —— b0，容性半圆面 下半圆面 x0，容性半圆面 —— b0，感性半圆面 单位圆 r=0，纯电抗线 —— g＝0，纯电导线 导纳圆图与阻抗圆图对比： 三、圆图的应用及举例－ 等G圆 负载阻抗经过一段传输线 在等G圆上向电源方向旋转相应的电长度 等G圆