chap3 21三种工作状态.ppt

行驻波的电压、电流分布规律与纯驻波完全类似。而且线的终端处波的情况是：行驻波的阻抗负载ZL=RL±jXL与纯驻波的纯电抗负载ZL=±jXL相对应，行驻波的纯电阻负载ZL=RLZc、 ZL=RLZc分别与纯驻波的开路、短路相对应。其不同点是：|ГL|1 ，行驻波的波腹不为入射波振幅的2倍，而为(1+|ГL|)倍，行驻波的波节不为零而为行波振幅的(1- |ГL|)倍。行驻波相对电压的分布情况如图3.11所示。 注意，Zin(z)与特性阻抗Z0是两个完全下同的概念。 Z0为传输线上行波电压与行波电流之比，其值与纵向坐标z无关．仅取决于传输线本身的因素(传输线的横截面形状、尺寸及所填介质特性等)；而Zin(z)除与长线本身的因素有关外，还与坐标z、终端负载状况及信号源频率等有关。 终端处的反射系数为 (3.63a) 4. ，终端接容性负载 (3.63b) (3.63c) 五 无耗传输线的三类工作状态 － 纯驻波 如何推导 其电压、电流相对振幅沿线分布如图3.9所示。 由式(3.11)得出电压、电流表达式为 (3.64a) (3.64b) 五 无耗传输线的三类工作状态 图3.9 － 纯驻波 传输线端接感性负载时，其工作参量为 (3.67) (3.66) (3.68) (3.65) 五 无耗传输线的三类工作状态 － 纯驻波 五 无耗传输线的三类工作状态 感性负载 容性负载 　　负载电压 VL 和负载电流 IL 就相当于末端短路的理想传输线上，与负载距离为 z0 处的电压 V(z0) 和电流 I(z0)。 　　纯电抗负载的负载阻抗相当于末端短路的理想传输线上与负载距离为 z0 处的等效阻抗。 图 纯电抗负载传输线纯驻波电压、电流和等效阻抗分布 如果上式中 XL ? ? ?，则 z0 = ?p/4，这就是我们在前面指出的用末端短路的理想传输线代替末端开路传输线的情形。 五 无耗传输线的三类工作状态 全反射状态(驻波)的共同特点： 图 纯电抗负载传输线纯驻波电压、电流和等效阻抗分布 1. 在传输线上，反射系数 ?(z) = 1的位置，反射波电压与入射波电压等幅同相，反射波电流与入射波电流等幅反相。 该点是纯驻波电压的波腹点即纯驻波电流的波节点，等效阻抗为无限大，因而称为等效开路点，相当于并联谐振。 － 纯驻波 五 无耗传输线的三类工作状态 2. 在反射系数 ?(z) = -1 的位置，反射波电压与入射波电压等幅反相，反射波电流与入射波电流等幅同相，该点是纯驻波电压的波节点即纯驻波电流的波腹点，等效阻抗为零，该点称为等效短路点，相当于串联谐振。 　　传输线上等效阻抗的变化规律是：? 等效开路 ? 容性电抗 ? 等效短路 ? 感性电抗 ? 等效开路 ? ??? － 纯驻波 五 无耗传输线的三类工作状态 3. 处于全反射状态下的理想传输线上，没有行波成分，处处都是简谐振动。 4. 无论电压还是电流，两个波节点之间有相同的相位，一个波节点两侧的相位相反。 5. 由于整个传输线上电压和电流有 90? 相位差，通过传输线任何横截面上的有功功率即平均功率为零。 6. 纯驻波状态的理想传输线上电场与磁场之间不断地交换能量。 － 纯驻波 (三) 行驻波状态 传输线终端为一般负载，即ZL=RL+jXL(包括ZL=RL≠Zc)时，线上存在部分反射，反射波幅度小于入射波幅度。因此，传输线上既有行波又有驻波称为行驻波。 五 无耗传输线的三类工作状态 － 行驻波 由式(3.11)可得出电压、电流表达式为 (3.70a) (3.70b) 因为式中， ， 故 (3.71a) (3.71b) 由上式可见，传输线终端接一般负载时，线上的电压、电流由两部分组成；一部分是式(3.71)的第一项，它代表单向行波；第二部分是第二项，它代表驻波。行波与驻波成分的多少取决于为ГL，式中ГL为 五 无耗传输线的三类工作状态 － 行驻波 (3.72a) (3.72b) (3.72c) 五 无耗传输线的三类工作状态 － 行驻波 图3.11 五 无耗传输线的三类工作状态 － 行驻波 行驻波状态的工作参量为 以下是输入阻抗的几个特殊值。 (3.73) (3.74) (3.75) 五 无耗传输线的三类工作状态 电压波腹处 的输入阻抗 电压波节处 的输入阻抗 (1) 在电压波腹点即电流波节点处，等效阻抗最大且为纯电阻，即 (2) 在电压波节点即电流波腹点处，等效阻抗最小且为纯电阻，即 记住 记住 (3.76) (3.77) 五 无耗传输线的三类工作状态 (3) (4) (3.73) － 行驻波 由式(3.73)和(3.75)可以导出负载阻抗与驻波