微波技術復習

1、波長：1m-0.1mm 頻率：300MHz-3000GHz 分米、厘米、毫米和亞毫米波)()()()(11zUYdzzdIzIZdzzdU111111,CjGYLjRZ)(1)()(21021zzzzeAeAZzIeAeAzU11111110CjGLjRYZZZj)(1111112CjGLjRYZ0Z傳輸線的特性阻抗傳輸線的特性阻抗 傳輸線的傳輸常數(shù)傳輸線的傳輸常數(shù) 衰減常數(shù)衰減常數(shù)相移常數(shù)相移常數(shù) zjei離開源向負載傳輸?shù)碾x開源向負載傳輸?shù)膗、i離開負載端向源傳輸?shù)碾x開負載端向源傳輸?shù)膗、i 入射波入射波zje反射波反射波(1)已知終端電壓和電流。已知終端電壓和電流。(3)已知信號源電動勢

2、和內(nèi)阻以及負載阻抗。已知信號源電動勢和內(nèi)阻以及負載阻抗。zzzzeZZIUeZZIUzIeZIUeZIUzU0011001101101122)(22)( 0Z11)0(,)0(IIUU根據(jù)已知條件，在始端則令， 0211211ZAAIAAU2201120111ZIUAZIUA傳輸特性參數(shù)傳輸特性參數(shù)l特性阻抗特性阻抗l傳播常數(shù)傳播常數(shù)l相速與波長相速與波長傳輸線狀態(tài)參量傳輸線狀態(tài)參量l定義定義l計算公式計算公式l特殊情況特殊情況CjGLjRIzUzIzUZrrii)()()(0無耗傳輸線無耗傳輸線R=G=0低耗傳輸線低耗傳輸線CLz 0CLCGLRjCLCjGLjRCLCjGLjRZ)(211

3、)211)(211 (0導行波電壓與電流之比 常用：常用：250、400、600歐歐l直徑為直徑為d、間距為、間距為D的平行雙導線的的平行雙導線的特性阻抗特性阻抗dDZ2ln1200l內(nèi)外半徑分別為的內(nèi)外半徑分別為的a、b無耗同軸線無耗同軸線特性阻抗特性阻抗baZln600常用：常用：50、75歐歐jCjGLjR)(l定義定義l計算公式計算公式l特殊情況特殊情況無耗傳輸線無耗傳輸線R=G=0低耗傳輸線低耗傳輸線LC0CGLR,LCjCLGLCRCjGLjRLCjCjGLjR)(21)1 ()1 ()(2121LCGZZRCLGLCRdc222200傳輸線上波的幅度和相位變化,即導行波傳播過程中

4、衰減和相移的物理量 1212ttzzvprppfv0l相速定義相速定義l相速公式相速公式 l波長定義波長定義l波長公式波長公式l特殊情況特殊情況l定義定義l公式公式)()()()()()()(zIzIzUzUZIZUzZririin傳輸線上任意一點的輸入阻抗不僅與負載有關，而且也與其位置有關。不等同于傳輸線特性阻抗（行波電壓與電流之比）；不等同于傳輸線負載阻抗（負載端總電壓與總電流之比）0,j)()()()()()(101011zchIZzshUzIzshZIzchUzU22xxxxeechxeeshxxjxejxsincos)sin()cos()()sin()cos()(022022zZUj

5、zIZIzZjIzUzU)tan()tan()(000zjZZzjZZZzZLLin)tan()tan()(000zjYYzjYYYzYLLin終端條件22IZUL)tan()tan()(000zjZZzjZZZzZLLinl定義定義l公式公式l因為因為l所以所以)(1)()(21021zzzzeAeAZzIeAeAzU)()()(212212zeAAzeAAzuIzjuzj)()(, , , , ,)()(zIzIzUzUirIiruzjLzjLLzjeeZZZZeAAz2200212)(ljLLLLeZZZZ00終端反射系數(shù)終端反射系數(shù)2201120111ZIUAZIUA0012ZZZZA

6、ALL)2()(LzjLezsVSWRIIUUmanmanminmin定義定義公式公式沿電壓（或電流）的最大值與最小值之比行波系數(shù)行波系數(shù)1K)()()()()(zIzIzUzUzTitit入射電壓（或電流）傳輸電壓（或電流）傳輸系數(shù)傳輸系數(shù))(1)(1)()()(0zzZzIzUzZin00)()()(ZzZZzZzinin)(1)()()()(1)()()(011zeZAzIzIzIzeAzUzUzUzjrizjriLLLZZ11000ZZZZLLL11ririUUUU11ririmanUUUUUUmin11ririUUUU無耗傳輸線的三種不同工作狀態(tài)無耗傳輸線的三種不同工作狀態(tài)：無耗傳輸

7、線傳輸特點無耗傳輸線傳輸特點：行波狀態(tài)行波狀態(tài)純駐波狀態(tài)純駐波狀態(tài)行駐波狀態(tài)行駐波狀態(tài)行波狀態(tài)行波狀態(tài)：無反射傳輸狀態(tài)：無反射傳輸狀態(tài)。傳輸方程傳輸方程特特點點zjizjieZAzIzIeAzUzU011)()()()(0)(ZzZin駐波狀態(tài)駐波狀態(tài)終端反射系數(shù)終端反射系數(shù)=1，駐波比，駐波比=無窮大無窮大傳輸線上反射波等于入射波（全反射）傳輸線上反射波等于入射波（全反射）。特點特點形成條件形成條件zjLLezZ2)(, 1, 0, 1,LLZ00000jLLLLLeZjXZjXZZZZjXZ駐波狀態(tài)駐波狀態(tài)傳輸線上的反射波小于入射波傳輸線上的反射波小于入射波（呈部分反射狀態(tài)）（呈部分反射狀

8、態(tài)）。特點特點微波源的匹配微波源的匹配負載匹配負載匹配 p匹配時傳輸給傳輸線和負載的功率最大匹配時傳輸給傳輸線和負載的功率最大且饋線中的功率損耗最??；且饋線中的功率損耗最??；p阻抗失配時傳輸大功率容易導致?lián)舸?；阻抗失配時傳輸大功率容易導致?lián)舸籶阻抗失配時的反射波對信號源產(chǎn)生頻率牽阻抗失配時的反射波對信號源產(chǎn)生頻率牽引，使信號源工作不穩(wěn)定，甚至不能工作。引，使信號源工作不穩(wěn)定，甚至不能工作。負載匹配負載匹配信號源阻抗匹配信號源阻抗匹配信號源共軛匹配信號源共軛匹配：吸收最大功率。吸收最大功率。傳輸效率最高，功率容量最大。傳輸效率最高，功率容量最大。工作較穩(wěn)定。工作較穩(wěn)定。:當負載阻抗等于傳輸線上

9、特性阻抗時的匹配稱當負載阻抗等于傳輸線上特性阻抗時的匹配稱為負載匹配為負載匹配.:使負載無反射、只有入射波而無反射波、負載使負載無反射、只有入射波而無反射波、負載完全吸收微波功率、形成行波傳輸。完全吸收微波功率、形成行波傳輸。：供給傳輸線的輸入功率不隨負載變化。供給傳輸線的輸入功率不隨負載變化。常用方法是加一個去耦衰減器或非互易隔離器。常用方法是加一個去耦衰減器或非互易隔離器。:信號源的內(nèi)阻等于傳輸線的特性阻抗時，信號信號源的內(nèi)阻等于傳輸線的特性阻抗時，信號源與傳輸線是匹配的，稱信號源為匹配源。源與傳輸線是匹配的，稱信號源為匹配源。:使信號源端無反射。使信號源端無反射。:使使信號源的輸出功率最

10、大信號源的輸出功率最大。:信號源共軛匹配要求傳輸線輸入阻信號源共軛匹配要求傳輸線輸入阻抗與信號源內(nèi)阻互為共軛值?？古c信號源內(nèi)阻互為共軛值。*ginZZ目目的的常用阻抗常用阻抗匹配方法匹配方法一方面在信號源與傳輸線連接處應用阻抗一方面在信號源與傳輸線連接處應用阻抗匹配器使信號源輸出端達到其共扼匹配，使匹配器使信號源輸出端達到其共扼匹配，使信號源輸出最大功率。信號源輸出最大功率。另一方面在傳輸線與負載之間應用阻抗匹另一方面在傳輸線與負載之間應用阻抗匹配器使負載與傳輸特性阻抗相匹配，使傳輸配器使負載與傳輸特性阻抗相匹配，使傳輸線上形成行波傳輸，負載接收信號源輸出的線上形成行波傳輸，負載接收信號源輸出

11、的最大功率。最大功率。 阻抗調(diào)配法阻抗調(diào)配法支節(jié)調(diào)配器法支節(jié)調(diào)配器法4 串聯(lián)阻抗匹配法串聯(lián)阻抗匹配法 并聯(lián)支節(jié)匹配法并聯(lián)支節(jié)匹配法 單支節(jié)調(diào)配器法單支節(jié)調(diào)配器法 雙支節(jié)調(diào)配器法雙支節(jié)調(diào)配器法 多支節(jié)調(diào)配器法多支節(jié)調(diào)配器法4阻抗調(diào)配法阻抗調(diào)配法 負載阻抗為純電阻負載為任意阻抗4阻抗調(diào)配法阻抗調(diào)配法方法 4阻抗調(diào)配法阻抗調(diào)配法-負載阻抗為純電阻匹配方法 0ZRZLL401ZLLLinRZjRZjZRZZ2010101014tan4tan2LRZZ001當傳輸線的特性阻抗 時，實現(xiàn)了阻抗匹配負載阻抗不為純電阻 方法 minlminl利用阻抗圓圖求出 串聯(lián)單支調(diào)配器串聯(lián)單支調(diào)配器并聯(lián)單支調(diào)配器并聯(lián)單支

12、調(diào)配器 串聯(lián)單支調(diào)配器串聯(lián)單支調(diào)配器負載阻抗不為純電阻 離負載第一個電壓波腹點位置及該點阻抗分別為 LLLjXRZmax11lllLjLe01max4ZZlL參考面AA處主傳輸線上的輸入阻抗為 1111010101)tan()tan(jXRljZZljZZZZin終端短路短路串聯(lián)支節(jié)輸入阻抗為)tan(202ljZZin總的輸入阻抗為 )tan(201121ljZjXRZZZininin要使其與傳輸向特性阻抗匹配，只有0)tan(20101lZXZR1)tan(1)tan(10012101ZZZZlZZl1arctan21arctan221ll并并聯(lián)單支調(diào)配器聯(lián)單支調(diào)配器負載阻抗不為純電阻 離

13、負載第一個電壓波節(jié)點位置及該點阻抗分別為 參考面AA處主傳輸線上的輸入導納為 01min44YYlL1111010101)tan()tan(jBGljYYljYYYYin)()()()(11zUYdzzdIzIZdzzdU111111,CjGYLjRZ)(1)()(21021zzzzeAeAZzIeAeAzUCjGLjRIzUzIzUZrrii)()()(0jCjGLjR)(1212ttzzvp(1)已知終端電壓和電流。已知終端電壓和電流。(2)已知始端電壓和電流。已知始端電壓和電流。(3)已知信號源電動勢和內(nèi)阻已知信號源電動勢和內(nèi)阻以及負載阻抗。以及負載阻抗。l特性阻抗特性阻抗l傳播常數(shù)傳播

14、常數(shù)l相速與波長相速與波長rppfv0)()()()()()()(zIzIzUzUZIZUzZririin)tan()tan()(000zjZZzjZZZzZLLinzjLzjLLzjeeZZZZeAAz2200212)(ljLLLLeZZZZ00)2()(LzjLezsVSWRIIUUmanmanminmin)(1)(1)()()(0zzZzIzUzZin00)()()(ZzZZzZzinin11ririUUUU11無耗傳輸線的三種不同工作狀態(tài)無耗傳輸線的三種不同工作狀態(tài)：無耗傳輸線傳輸特點無耗傳輸線傳輸特點：負載阻抗不同則波的反射也不同負載阻抗不同則波的反射也不同;反射波不同則合成波不同反

15、射波不同則合成波不同;合成波的不同意味著傳輸線有不同的工作狀態(tài)合成波的不同意味著傳輸線有不同的工作狀態(tài)行波狀態(tài)行波狀態(tài)純駐波狀態(tài)純駐波狀態(tài)行駐波狀態(tài)行駐波狀態(tài)負載匹配負載匹配信號源阻抗匹配信號源阻抗匹配信號源共軛匹配信號源共軛匹配 阻抗調(diào)配法阻抗調(diào)配法支節(jié)調(diào)配器法支節(jié)調(diào)配器法4 串聯(lián)阻抗匹配法串聯(lián)阻抗匹配法 并聯(lián)支節(jié)匹配法并聯(lián)支節(jié)匹配法 單支節(jié)調(diào)配器法單支節(jié)調(diào)配器法 雙支節(jié)調(diào)配器法雙支節(jié)調(diào)配器法 多支節(jié)調(diào)配器法多支節(jié)調(diào)配器法解終端反射系數(shù)為終端反射系數(shù)為653294741100100751001007501011jjjjjZZZZ08. 31111已知信號頻率為已知信號頻率為3GHz,3GHz,則其波長為則其波長為cmmfc101 . 01031039865329)10(1jcm由于2