传输线理论培训课件.ppt

第二章 传输线理论 输入阻抗与反射系数间的关系 负载阻抗与终端反射系数的关系 上述两式又可写成 精品 第二章 传输线理论 六、驻波比和行波系数 电压（或电流）驻波比ρ定义为传输线上电压（或电流）的最大值与最小值之比，即 当传输线上入射波与反射波同相迭加时，合成波出现最大值；而反相迭加时出现最小值 驻波比与反射系数的关系式为 行波系数K定义为传输线上电压（或电流）的最小值与最大值之比，故行波系数与驻波比互为倒数 精品 第二章 传输线理论 反射系数模的变化范围为 驻波比的变化范围为 行波系数的变化范围为 传输线的工作状态一般分为三种： 传输线上反射波的大小，可用反射系数的模、驻波比和行波系数三个参量来描述。 (1)行波状态 (3)驻波状态 (2)行驻波状态 （匹配状态 ） 精品 第二章 传输线理论 七、传输功率 传输功率为 为了简便起见，一般在电压波腹点(最大值点)或电压波节点(最小值点)处计算传输功率，即 在不发生击穿情况下，传输线允许传输的最大功率称为传输线的功率容量 表达式（1） 表达式（2） 精品 第二章 传输线理论 2-4 均匀无耗传输线工作状态的分析 对于均匀无耗传输线，其工作状态分为三种：(1)行波状态；(2)驻波状态；(3)行驻波状态 一、行波状态(无反射情况) 由此可得行波状态下的分布规律： (1) 线上电压和电流的振幅恒定不变 (2) 电压行波与电流行波同相，它们 的相位是位置z和时间t的函数 (3) 线上的输入阻抗处处相等，且均 等于特性阻抗 精品 第二章 传输线理论 二、驻波状态(全反射情况) 当传输线终端短路、开路或接纯电抗负载时，终端的入射波将被全反射，沿线入射波与反射波迭加形成驻波分布。驻波状态意味着入射波功率一点也没有被负载吸阿收，即负载与传输线完全失配。 1. 终端短路 复数表达式为 即： φ φ 精品 第二章 传输线理论 沿线电压电流的瞬时分布和振幅分布，如上图 短路时的驻波状态分布规律： ( 1 ) 瞬时电压或电流在传输线的某个固定位置上随时间t作正弦或余弦变化，而在某一时刻随位置z也作正弦或余弦变化，但瞬时电压和电流的时间相位差和空间相位差均为π/2，这表明传输线上没有功率传输。 ，而电流振幅恒为零， ( 2 ) 当 时，电压振幅恒为最大值，即 这些点称之为电压的波腹点和电流的波节点； 时， 当 电流振幅恒为最大值，而电压振幅恒为零，这些点称之为电流的波腹点和电压的波节点。 ( 3 ) 传输线终端短路时，输入阻抗为 精品 第二章 传输线理论 2. 终端开路 由于负载阻抗 因而终端电流 沿线电压、电流的复数表达式为 传输线终端开路时，输入阻抗为 传输线终端开路时电压、电流及阻抗的分布 φ φ 精品 第二章 传输线理论 综上所述，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： (i) 驻波波腹值为入射波的两倍，波节值等于零。短路线终端为电压波节、电流波腹；开路线终端为电压波腹、电流波节；接纯电抗负载时，终端既非波腹也非波节。 (ii) 与电压波腹点相差λ/4处永远是电压波节点（电流波腹点），其振幅值为0。 (iii) 沿线同一位置的电压电流之间时间和距离相位差均为π/2，所以驻波状态只有能量的存贮并无能量的传输。 精品 第二章 传输线理论 三、行驻波状态(部分反射情况) 当均匀无耗传输线终端接一般复阻抗 线上电压、电流为 归一化电压、电流分别为 传输线工作在行驻波状态,行波与驻波的 相对大小决定于负载与传输线的失配程度。 归一化阻抗 精品 第二章 传输线理论 将上式用矢量来表示,并画在一个复平面上。式(2―4―12)中第一式的第一项为实数1,表示在实轴方向的单位矢量,它是始终不变的。第二项为反射系数的旋转矢量,它的模为|Γ|,在终端处反射系数的相角为φ2,即在复平面上终端处的反射系数和实轴的夹角。 精品 (一) 电压波腹和波节点的位置和大小 由前图可见,当反射系数矢量旋转到与 轴重合时,合成的归一化电压为最大(或归一化电流最小),故 轴为电压波腹点(或电流波节点)的轨迹。 终端到第一个电压波腹点的距离zmax1应满足 ? 此时电压最大值为