《微波技术及天线》第二章 传输线理论part2.ppt

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Microwave Technology and Antenna copyright@Duguohong 传输线的基本特性 基本特性 传输特性 阻抗特性 反射特性 功率特性 传输线的基本特性 ——传输特性 传输特性 传播常数----- 描写传输线上导行波沿导波系统传播过程中衰减和相移的参数。 衰减常数α:单位长度上行波振幅的变化 ,单位为dB/m 相移常数?:单位长度上行波相位的变化,单位为rad/m 无耗传输线: 低耗传输线: 传输线的基本特性 ——传输特性 相速度-----电压/电流入射波(或反射波)等相位面沿传输方向的传播速度 平行双线和同轴线: 无耗/低耗传输线:β与ω成线性关系→vp与ω无关 有耗传输线:β与ω成非线性关系→vp与ω有关 色散特性 传输线的基本特性 ——传输特性 相波长 指同一个时刻传输线上电磁波的相位相差2π的距离 传输线的基本特性 ——阻抗特性 特性阻抗Z0 传输线上行波电压与行波电流之比。 均匀无耗传输线 双线(250Ω~700Ω) 同轴线(50Ω、75Ω) 传输线的基本特性 ——阻抗特性 一同轴电缆特性阻抗为50?,已知其外导体内半径为10mm, 内外导体间填充聚四氟乙烯(?r=2.06),试确定该同轴电缆 的内导体半径。 【解】根据 解得a=3mm. 传输线的基本特性 ——阻抗特性 一条100m长的无耗传输线,其总电感和总电容分别为27.72? 和18nF。试求(1)工作频率为100kHz时的传播速度与相位常 数;(2)该传输线的特性阻抗。 【解】 (1)传输线单位长度的电感和电容为 波的传播速度为 传输线的基本特性 ——阻抗特性 相位常数为 (2)传输线的特性阻抗为 均匀无耗传输线的基本特性 ——阻抗特性 输入阻抗Zin 传输线上任意一点的输入阻抗定义为该点总电压U与总电流I之比。 传输线的基本特性 ——阻抗特性 一条特性阻抗为50Ω、长度为0.1875m的无耗均匀传输线,其 工作频率为200MHz,终端接有负载ZL=40+j30 (Ω)。试求其输 入阻抗。 【解】 由f=200MHz得β=ω/vp=2πf/c= 4π/3 将ZL=40+j30、Z0=50、z=l=0.1875、β代入 均匀无耗传输线的基本特性 ——阻抗特性 特殊点----- ?/4阻抗变换性 均匀无耗传输线的基本特性 ——阻抗特性 传输线终端短路(ZL=0)时, Zin(?/4)为∞(开路)。 传输线终端开路(ZL=∞)时, Zin(?/4)为0(短路)。 均匀无耗传输线的基本特性 ——阻抗特性 ZL为感性( ZL =jXL)时, Zin(?/4)为容性。 ZL为容性( ZL =-jXL)时, Zin(?/4)为感性。 均匀无耗传输线的基本特性 ——阻抗特性 特殊点----- ?/2阻抗重复性 距终端?/2处:Zin (?/2) =ZL 传输线的基本特性 ——阻抗特性 特性阻抗为50Ω、终端接纯电阻ZL=25 (Ω)。试验证其阻抗变换性。 【解】 均匀无耗传输线的基本特性 ——反射特性 反射特性 电压反射系数 任意一点z处的反射波电压与入射波电压之比。 电流反射系数 任意一点z处的反射波电流与入射波电流之比。 反射系数 描述反射波大小 和相位的量。 均匀无耗传输线的基本特性 ——反射特性 终端反射系数(负载反射系数) 任意一点反射系数与终端反射系数的关系 无耗传输线 均匀无耗传输线的基本特性 ——反射特性 反射系数与输入阻抗的关系 0?|?(z)|?1 |?(z)|=0:无反射,ZL=Z0 |?(z)|=1:全反射。ZL=0,?(z) =-1 ZL=?, ?(z) =1 ZL= ?jX , | ?(z) |=1 均匀无耗传输线的基本特性 ——反射特性 驻波系数与行波系数 反射波的大小除了用电压反射系数来描写外,还可用驻波系数(VSWR)或行波系数K来表示。 驻波系数?----沿线合成电压(或电流)的最大值和最小值之比。 同相 ? 最大值;反相? 最小值 均匀无耗传输线的基本特性 ——反射特性 驻波

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