李第22 无耗线工作状态.ppt

1.行波状态 2）特性分析： 功率传输 2）特性分析： 电压电流瞬时值 沿线阻抗 2）特性分析： V -=0.5V +时的行驻波的波形 ZL=25W，无耗线长为1.7波长的沿线分布阻抗Zin 4.传输功率 回波损耗 ZL=25W，Z0=50W无耗线长为1.3波长的沿线阻抗及电压分布 例： 解：（1）终端反射系数GL、线上驻波比VSWR (2)输入端的输入阻抗Zin和反射系数Gin ; （3）ZL吸收功率; （4）|Vmax|、|Vmin|，以及|V+|; 接上述方法二： （5）|Zmax|、|Zmin| （6）沿线电压、电流振幅分布 电流振幅分布 例：已知无耗线上|V|max、Zmax、z′max1和VSWR， 输入阻抗的频率特性 小结：无耗传输线上的三种工作状态 2．损耗的影响 4.传输线损耗 由于在有耗传输线上有 例1 例： 小结： 回波损耗：又称回程损耗或反射波损耗 由于 对于无耗线沿线的回波损耗相同； a.匹配负载， ， 即无反射功率 b.全反射负载， ， 入射功率被全部反射 c.反射功率为入射功率的一半时， ( return loss) R=ZRe X=ZIm 0.25 1 |V| 1.25 1 0.75 0.5 0.25 已知：一无耗均匀长线特性阻抗为Z0=300W, 其长度为L=1.5m，终端负载为ZL=100+j100W，始端信号源Eg=100V(振幅值)，内阻为Rg=50W，工作频率为f=300MHz，求 终端反射系数GL、线上驻波比VSWR ; 输入端的输入阻抗Zin和反射系数Gin ; ZL吸收功率; |Vmax|、|Vmin|，以及|V+|; |Zmax|、|Zmin| ; 沿线电压、电流振幅分布； P+ P- ZL Eg Rg 50W 100+j100W Z0=300W 100V L=1.5m 即有 P+ P- ZL Eg Rg 50W 100+j100W Z0=300W 100V L=1.5m 线上电磁波的工作波长： 传输线的电长度： 另由线的l/2的重复性，可知线的输入阻抗等于终端负载。 P+ P- ZL Eg Rg 50W 100+j100W Z0=300W 100V L=1.5m 将 代入上式 得 Zin 反射系数： 已知其输入阻抗，则等效电路如图： 故传输功率为 传输功率为： 方法二 由线上任一点的等效电压为入射电压与反射电压之和： 可得： 由于 故有 又由 ∴ 已知|V+|=114.3V 又由 ∴ 关键是确定z′min,1（0 z ′ min,1l/2），（或z′max1） 是解 不行 不行 1.444l 1.194l 0.944l 0.694l 0.444l 0.194l 则可画出沿线电压分布。 在电压最大点为电流最小点，因此在该点上电流值为： 求解Z0 求解fL并得GL 求解|GL|, 求解ZL 求解Z0、GL、 ZL 、|V+|、传输功率P及线上等效电压分布。 求解|V|min 求解P 求解|V+| 由于信号需有一定的带宽, 因此在频率变化时(假设其负载阻抗一定),由上式其输入阻抗亦可表示为频率的函数。 对于某一定长度的传输线，则在输入端口z=z0处的输入阻抗为: 沿线阻抗分布；电压振幅分布；功率传输 导体损耗 介质损耗 辐射损耗(可以忽略)。 §2.4 有耗线的特性 1、传输线上的损耗 常用参数 功率、效率、衰减、损耗 同轴线上的损耗主要内导体损耗和介质损耗。 为-复数， 对于有耗传输线： 沿线有变化 z z z ∴ 有耗线上反射系数和等效电压的分布特性 ∴线上各处反射系数的大小与传输线的衰减系数a、长度（距负载的距离）z′以及终端负载的反射系数的模值有关。 线上各处的反射波模值不同，离负载端越远（离输入端越近）反射波模值越小； 线上各处的入射波模值不同，离输入端越远（离负载端越近）入射波模值越小； ZL 电压振幅 V+ V- 损耗的主要影响 导行波的振幅衰减 相移常数与频率有关 波的传播速度与频率有关 色散效应 ZL 电压振幅 V+ V- ZL 电压振幅 沿线电压电流振幅 沿线阻抗变换 在信号源端，驻波起伏越小阻抗波动也越小, 最后趋近于线的特性阻抗。 足够长的有耗线的输入阻抗接近于线的特性阻抗，可用做匹配负载。 3．同轴线的一些典型衰减值 普通低耗同轴线的衰减 高级低耗同轴线的衰减 功率损耗 系统中常常用到传输线以及插入损耗，对于传输线而言，就是该段传输线的总衰减（以dB表示）