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1、,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,西安電子科技大學(xué),微波技術(shù)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(hào) 電,磁,運(yùn)算反映一種作用,(Action),。空間,時(shí)間,電磁轉(zhuǎn)化有一個(gè)重要條件，即頻率,不對(duì)稱性 媒質(zhì)矛盾,波技術(shù)和路技術(shù)不同：,路技術(shù),local,波技術(shù) 全局,路技術(shù) 聽話 波技術(shù) 不聽話,-,傳輸線,Problems,波技術(shù)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(bào)方程。在溝通大西洋電纜(海底電纜)時(shí)，開爾芬首先發(fā)現(xiàn)了,長(zhǎng)線效應(yīng),：,Review,微波傳輸時(shí)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(jiǎn)為一維問題！,通過頻率把電流轉(zhuǎn)化為電壓的變化，又通過頻率把電壓轉(zhuǎn)化成電流的變化相互轉(zhuǎn)化。同時(shí)有位置的變化地點(diǎn)，產(chǎn)生波動(dòng)；這就是,本質(zhì),。這就是,傳輸線方程。,注意此方程除了頻率外只有一個(gè)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(zhuǎn)化成傳輸相關(guān)的特征量,二次特征量,一次特征量,L-,單位長(zhǎng)度電感,C-,單位長(zhǎng)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(gòu)成線性方程組,注記：傳輸線方程通解中有 兩個(gè)常數(shù)，而源阻抗已知條件為 有三個(gè)常數(shù)，這之間是否有矛盾?,觀察 可知，真正的獨(dú)立參數(shù)為,第,3,講 傳輸狀態(tài),反映傳輸線任以何一點(diǎn)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(zhì),反射系數(shù)的模是無(wú)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(zhì)的深層原因是傳輸線的波動(dòng)性，也稱為二分之一波長(zhǎng)的重復(fù)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(fù)載阻抗關(guān)系,性質(zhì),負(fù)載阻抗,Z,L,通過傳輸線段 變換成,Z(),，因此傳輸線對(duì)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(fù)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(guān)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(diǎn)，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(zhǎng)度的傳輸線段,L,強(qiáng)調(diào),：傳輸線僅僅是一種變化,(,Transform,),傳輸線,矩陣解（一般情況）,1.,級(jí)聯(lián)性質(zhì),2.,對(duì)稱性質(zhì),3.,無(wú)耗性質(zhì),4.,互易性質(zhì),5.,阻抗變換性質(zhì),用于傳輸線,三點(diǎn)決定一個(gè)網(wǎng)絡(luò),獨(dú)立測(cè)量,4,個(gè)量,互易定理,RealA=1,ima

6、gA=0,波長(zhǎng)數(shù),（短路始，向電源）,波長(zhǎng)數(shù),（短路始，向負(fù)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(duì)象：任意負(fù)載 其中,調(diào)節(jié)參數(shù)：枝節(jié)距負(fù)載距離,d,和枝節(jié)長(zhǎng)度,l,。,由結(jié)果推向原因,匹配結(jié)果要求,枝節(jié)并聯(lián)要求,枝節(jié)無(wú)耗要求,傳輸線等 要求,必定在等 圓上,例,1,Z,=50,的無(wú)耗傳輸線，接負(fù)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(jié)果推向原因,匹配結(jié)果要求,枝節(jié)并聯(lián)要求,枝節(jié)無(wú)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(zhǎng)要求,從 的匹配圓,到,輔助圓,枝節(jié)無(wú)耗要求,傳輸線等 要求

7、,必定在等 圓上,D=1/8,波長(zhǎng)要求,從 的匹配圓,到,輔助圓,枝節(jié)無(wú)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(yùn)算這些矩陣具有普遍性，與具體邊界條件無(wú)關(guān),Smith,圓圖法,以,圓為基底，覆上,Z,和,構(gòu)成,Smith,圓圖,采用阻抗（或?qū)Ъ{）歸一，電長(zhǎng)度歸一，使圓圖運(yùn)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(zhuǎn)化為,Computer program,Problems,例1,無(wú)耗雙導(dǎo)線特性阻抗 。,現(xiàn)在欲以 線使負(fù)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(duì)應(yīng),0.094,）,2.,向電源轉(zhuǎn)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(xué)過由任意電抗 變換到純阻,的電長(zhǎng)度為：,取+值，向波腹點(diǎn)變換,Problems,Problems,事實(shí)上應(yīng)該還有一組,已知駐波比,和最小點(diǎn)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(wú)耗雙導(dǎo)線上，測(cè)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(zhǎng)度 。,解,這個(gè)問題可以分解成兩個(gè)部分：,反歸一,Problems,1.根據(jù)定義,注意波節(jié)點(diǎn) ，且向,負(fù)載,旋轉(zhuǎn),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(dǎo)納計(jì)算,按等,|,|,圓向電源旋轉(zhuǎn)到匹配圓,枝節(jié)距離,枝節(jié)長(zhǎng)度,