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1、,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,西安電子科技大學,微波技術研究所,MICROWAVE RESEARCH INSTITUE,例題講解,第,1,講 微波概念,第,9,講,Problems,微波是電磁波，是一段特殊頻率的電磁波！,Maxwell,方程組的物理意義：,等號 電,磁,運算反映一種作用,(Action),?？臻g,時間,電磁轉化有一個重要條件，即頻率,不對稱性 媒質矛盾,波技術和路技術不同：,路技術,local,波技術 全局,路技術 聽話 波技術 不聽話,-,傳輸線,Problems,波技術中的,波阻抗,不同，空間中的波阻抗相同，,微
2、波不反射，波阻抗不同，微波產(chǎn)生反射。,第,2,講 傳輸線方程,微波傳輸柱,514t-9,根金箍棒的重量！,微波傳輸線必須走自己的路。,傳輸線方程也稱電報方程。在溝通大西洋電纜(海底電纜)時，開爾芬首先發(fā)現(xiàn)了,長線效應,：,Review,微波傳輸時發(fā)生了什么,?,電感、電容,參數(shù)：,反射系數(shù),抓住主要矛盾：只研究傳輸,Z,方向。三維問題化簡為一維問題！,通過頻率把電流轉化為電壓的變化，又通過頻率把電壓轉化成電流的變化相互轉化。同時有位置的變化地點，產(chǎn)生波動；這就是,本質,。這就是,傳輸線方程。,注意此方程除了頻率外只有一個參數(shù),Z,主要矛盾,。,Review,不同傳輸線的特征反映在哪里？這根傳輸
3、線與哪根傳輸線的區(qū)別在哪里？,我們要把一次特征量轉化成傳輸相關的特征量,二次特征量,一次特征量,L-,單位長度電感,C-,單位長度電容,第,2,講 傳輸線方程,第,2,講 傳輸線方程,邊界條件,終端邊界條件,源端邊界條件,電源阻抗條件,3.電源阻抗條件(已知 ),分別考慮源條件再考慮終端條件，構成線性方程組,注記：傳輸線方程通解中有 兩個常數(shù)，而源阻抗已知條件為 有三個常數(shù)，這之間是否有矛盾?,觀察 可知，真正的獨立參數(shù)為,第,3,講 傳輸狀態(tài),反映傳輸線任以何一點特性的參量是,反射系數(shù),和,阻抗,Z。,一、傳輸線的反射系數(shù) 和阻抗,性質,反射系數(shù)的模是無耗傳輸線系統(tǒng)的不變量,(3-3),反射
4、系數(shù)呈周期性,(3-4),這一性質的深層原因是傳輸線的波動性，也稱為二分之一波長的重復性。,入射波電壓與入射波電流之比始終是不變量,Z,0,，,反射波電壓與反射波電流之比又是不變量,-Z,0,一、傳輸線的反射系數(shù) 和阻抗,2.阻抗,Z,輸入阻抗與負載阻抗關系,性質,負載阻抗,Z,L,通過傳輸線段 變換成,Z(),，因此傳輸線對于阻抗有變換器(,Transformer),的作用。,終端阻抗,阻抗有周期特性，周期是,第,3,講 傳輸狀態(tài),行波狀態(tài)，駐波狀態(tài)，行駐波狀態(tài),第,3,講 傳輸狀態(tài),行波狀態(tài),全駐波狀態(tài),【定理】,傳輸線全反射的條件是負載接純電抗,短路狀態(tài),開路狀態(tài),第,3,講 傳輸狀態(tài),
5、第,3,講 傳輸狀態(tài),電壓駐波比,VSWR,(,Voltage Standing Wave Ratio,),Review,Review,Review,Review,功率關系,行波傳輸線,全駐波傳輸線,入射波功率等于反射波功率。,在電壓波腹或波節(jié)點，由于阻抗是純阻，因此電壓、電流必然同相,傳輸線,愈大傳輸功率愈小。,矩陣解,有限長度的傳輸線段,L,強調,：傳輸線僅僅是一種變化,(,Transform,),傳輸線,矩陣解（一般情況）,1.,級聯(lián)性質,2.,對稱性質,3.,無耗性質,4.,互易性質,5.,阻抗變換性質,用于傳輸線,三點決定一個網(wǎng)絡,獨立測量,4,個量,互易定理,RealA=1,ima
6、gA=0,波長數(shù),（短路始，向電源）,波長數(shù),（短路始，向負載）,反射系數(shù)相位,（與,x,軸夾角，度數(shù)）,電阻值,電抗值,駐波比,2,、單枝節(jié)匹配,匹配對象：任意負載 其中,調節(jié)參數(shù)：枝節(jié)距負載距離,d,和枝節(jié)長度,l,。,由結果推向原因,匹配結果要求,枝節(jié)并聯(lián)要求,枝節(jié)無耗要求,傳輸線等 要求,必定在等 圓上,例,1,Z,=50,的無耗傳輸線，接負載,Z,l,=25+,j,75,采用并聯(lián)單枝節(jié)匹配,必定在等 圓上,由結果推向原因,匹配結果要求,枝節(jié)并聯(lián)要求,枝節(jié)無耗要求,傳輸線等 要求,必定在等 圓上,枝節(jié)并聯(lián)要求,D=1/8,波長要求,從 的匹配圓,到,輔助圓,枝節(jié)無耗要求,傳輸線等 要求
7、,必定在等 圓上,D=1/8,波長要求,從 的匹配圓,到,輔助圓,枝節(jié)無耗要求,微分方程法,采用支配方程+邊界條件求出具體解傳輸線的通解是入射波+反射波，邊界條件給出具體的組合比例,矩陣法,把傳輸線問題處理成各類矩陣的運算這些矩陣具有普遍性，與具體邊界條件無關,Smith,圓圖法,以,圓為基底，覆上,Z,和,構成,Smith,圓圖,采用阻抗（或導納）歸一，電長度歸一，使圓圖運算更具普遍性,CAD,法,Computer,的發(fā)展使我們著力把傳輸線的基本問題轉化為,Computer program,Problems,例1,無耗雙導線特性阻抗 。,現(xiàn)在欲以 線使負載與傳輸線匹配，求 線的特性阻 抗 和
8、安放位置,d,。,Problems,解法1,圓圖法,1.,取阻抗歸一化,（對應,0.094,）,2.,向電源轉向純電阻（波腹）處,3.求出,反歸一,4,.,反歸一,圖,10-2,Problems,解法2,已經(jīng)學過由任意電抗 變換到純阻,的電長度為：,取+值，向波腹點變換,Problems,Problems,事實上應該還有一組,已知駐波比,和最小點位置,d,min1,求,Z,l,已知,Z,l,用單枝節(jié)匹配,Problems,例2,在特性阻抗為600,的無耗雙導線上，測得,|,U|,max,=200,，|,U|,min,=40,，,d,min1,=0.15,問,Z,l,為何值？今采用短路并聯(lián)枝節(jié)匹配，求枝節(jié)位置,和長度 。,解,這個問題可以分解成兩個部分：,反歸一,Problems,1.根據(jù)定義,注意波節(jié)點 ，且向,負載,旋轉,0.15,。,可得,600,|,U|max=200,，|,U|min=40,，,dmin1=0.15,2.,已知 要用單枝節(jié)匹配,反演成導納計算,按等,|,|,圓向電源旋轉到匹配圓,枝節(jié)距離,枝節(jié)長度,
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