微波技术与天线2

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1、传输线的分布参数效应传输线的分布参数效应微波技术与天线微波技术与天线-传输线理论传输线理论传输线方程传输线方程传输线的一些参量传输线的一些参量传输线的工作状态传输线的工作状态传输线的阻抗匹配传输线的阻抗匹配电磁波的三种传输模式电磁波的三种传输模式微波技术与天线微波技术与天线-传输线理论传输线理论TE波：传播方向上，不存在电场矢量TM波：传播方向上，不存在磁场矢量TEM波： 电场矢量和磁场矢量均垂直于电磁波的传播方向 传输线有长线和短线之分。所谓长线是指传输线的几何长度与线上传输电磁波的波长比值(电长度)大于或接近1，反之称为短线。微波技术与天线微波技术与天线-传输线理论传输线理论传输线的分布参

2、数效应传输线的分布参数效应 短线集中参数电路 长线分布参数电路传输线的分布参数效应传输线的分布参数效应微波技术与天线微波技术与天线-传输线理论传输线理论 信号频率很低时，电流从电路始端至终端的时间远小于电磁波的一个周期，在稳态的情况下，可以认为电流是同时建立起来的，大小和相位与空间位置无关 信号频率升高后，电场能量和磁场能量的分布空间很难分开： 集肤效应和传输损耗分布电阻效应 导线周围分布的高频磁场分布电感效应 导线周围分布的高频电场分布电容效应 导线周围绝缘不好存在漏电分布电导效应传输线的分布参数效应传输线的分布参数效应微波技术与天线微波技术与天线-传输线理论传输线理论均匀无耗长线的定义 均

3、匀长线是指沿线的分布参数R、L、C、G均为常量的长线 均匀无耗长线：均匀长线、R=0、G=0微波技术与天线微波技术与天线-传输线理论传输线理论传输线坐标系传输线坐标系传输线方程传输线方程),(tzu),(tzzuzLZgZgEZ0),(tzzi),(tzi1*Lz微波技术与天线微波技术与天线-传输线理论传输线理论传输线等效电路传输线等效电路1*Cz),(tzu),(tzi),(tzzi),(tzzu传输线方程传输线方程微波技术与天线微波技术与天线-传输线理论传输线理论传输线方程的解传输线方程的解)cos()cos(),(),(),(BAztBztAtzutzutzu)cos()cos(),()

4、,(),(00BAztZBztZAtzitzitzi式中式中Z0Z0为特性阻抗，为特性阻抗，11CL传输线的特性参量传输线的特性参量微波技术与天线微波技术与天线-传输线理论传输线理论描述的是传输线上单向波的传输特性 特性阻抗、相波长、相移常数、相速度特性阻抗特性阻抗:传输线上入射波电压和入射波电流之比110CLZ 无耗均匀传输线传输线的特性参量传输线的特性参量1pv微波技术与天线微波技术与天线-传输线理论传输线理论 相速度相速度： 传输线上单向波的等相位面行进的速度21zzp微波技术与天线微波技术与天线-传输线理论传输线理论相波长和相移常数相波长和相移常数相波长：同一时刻传输线上单向波的相位相

5、差2*pi的两点间的距离2)()(21AAztzt传输线的特性参量传输线的特性参量p2相移常数：单位长度传输线上单向波的相位变化值传输线的工作参量传输线的工作参量LinZzZ)2(微波技术与天线微波技术与天线-传输线理论传输线理论 描述传输线上的发射情况输入阻抗、反射系数、驻波比输入阻抗输入阻抗:传输线上合成波的电压和电流之比ZLZinzZin(z)LinZZzZ20)4(传输线的工作参量传输线的工作参量zjLLeZZZZz200)(微波技术与天线微波技术与天线-传输线理论传输线理论反射系数反射系数: 传输线上任一点反射波的电压和入射波的电压之比传输线的工作参量传输线的工作参量11微波技术与天

6、线微波技术与天线-传输线理论传输线理论驻波比驻波比: 沿线合成波波腹点电压振幅与波节点电压振幅之比传输线的工作状态传输线的工作状态微波技术与天线微波技术与天线-传输线理论传输线理论 对于无耗传输线, 负载阻抗不同则波的反射也不同; 反射波不同则合成波不同; 合成波的不同意味着传输线有不同的工作状态。 归纳起来, 无耗传输线有三种不同的工作状态: 行波状态 驻波状态 行驻波状态传输线的工作状态传输线的工作状态行波状态行波状态)cos(),(AztAtzu微波技术与天线微波技术与天线-传输线理论传输线理论 行波状态就是无反射的传输状态, 此时反射系数l=0, 而负载阻抗等于传输线的特性阻抗, 即Z

7、l=Z0, 也可称此时的负载为匹配负载。 传输线上电压、电流瞬时表达式为)cos(),(0AztZAtzi传输线的工作状态传输线的工作状态行波状态行波状态微波技术与天线微波技术与天线-传输线理论传输线理论 对于无耗传输线, 行波状态下的结论： 沿线电压和电流振幅不变, 驻波比=1; 电压和电流在任意点上都同相; 传输线上各点阻抗均等于传输线特性阻抗。 信号源输入的功率全部被负载吸收，即能有效的传输功率。传输线的工作状态传输线的工作状态驻波状态驻波状态微波技术与天线微波技术与天线-传输线理论传输线理论纯驻波状态就是全反射状态, 也即终端反射系数|l|=1负载阻抗： 短路（负载阻抗为0） 开路（负