射頻電路理論與技術(shù)-Lectrue 1(傳輸線性質(zhì)及工作狀態(tài))

2024/6/28射頻電路理論與技術(shù)2024/6/28回顧無(wú)耗傳輸線2024/6/28對(duì)時(shí)諧情況，采用復(fù)數(shù)形式其中傳輸線任意處的電壓、電流（終端邊界條件）2024/6/28一般情況下的傳輸線方程一般傳輸線方程2024/6/28所以（傳播常數(shù)）其中a

是衰減系數(shù)，b

是相位常數(shù)。當(dāng)a=0時(shí)，g=jb

。2024/6/28衰減系數(shù)

的單位有兩個(gè)，Np/m和dB/m，二者的換算關(guān)系為：1Np=8.686dB傳輸線中的損耗一般有兩種：導(dǎo)體損耗

d和介質(zhì)損耗

c導(dǎo)體損耗

d

是由單位長(zhǎng)度分布電阻決定的導(dǎo)體衰減常數(shù)；介質(zhì)損耗

c

是由單位長(zhǎng)度漏電導(dǎo)決定的介質(zhì)衰減常數(shù)。還有另外一種損耗：輻射損耗（存在于開(kāi)放式的傳輸線中）上述兩種主要的損耗在不同傳輸線中所占比重不同。如在金屬波導(dǎo)中，主要是導(dǎo)體損耗。

2024/6/28傳輸線方程的通解根據(jù)可得代入可得因此，傳輸線方程的通解為其中2024/6/28終端邊界條件1.給定終端邊界條件Ul，Il代入通解，就得到給定終端邊界條件下的解2024/6/28取z’坐標(biāo)系，即z’=l-z練習(xí)：請(qǐng)推導(dǎo)始端邊界條件（已知Us，Is

）下的解。2024/6/28反射系數(shù)取z’坐標(biāo)系，重寫(xiě)終端邊界條件下的解：前向波或入射波反射波反射系數(shù)：傳輸線上某點(diǎn)的反射波電壓與入射波電壓之比，即其中2024/6/28終端反射系數(shù)：無(wú)耗傳輸線上某點(diǎn)的反射系數(shù)下面以無(wú)耗傳輸線為例，討論反射系數(shù)的性質(zhì)有耗傳輸線上某點(diǎn)的反射系數(shù)與終端反射系數(shù)的關(guān)系？2024/6/28反射系數(shù)的性質(zhì)反射系數(shù)：反射系數(shù)的模是無(wú)耗傳輸線系統(tǒng)的不變量2.反射系數(shù)呈周期性3.入射波電壓與入射波電流之比始終是不變量

Z0，反射波電壓與反射波電流之比又是不變量

-Z0二分之一波長(zhǎng)的重復(fù)性2024/6/28輸入阻抗傳輸線上任一點(diǎn)的電壓和電流的比值定義為該點(diǎn)朝負(fù)載端看去的輸入阻抗2024/6/28無(wú)耗傳輸線上任一點(diǎn)的輸入阻抗輸入阻抗的性質(zhì)1.負(fù)載阻抗Zl通過(guò)傳輸線段z’

變換成Zin(z’)，因此傳輸線有阻抗有變換器(Transformer)的作用。

2.阻抗有周期特性，周期是2024/6/28反射系數(shù)與輸入阻抗的關(guān)系1.負(fù)載端2.傳輸線上其它任意處2024/6/28小結(jié)特性阻抗傳播常數(shù)（衰減系數(shù)、相位常數(shù)）反射系數(shù)輸入阻抗2024/6/28傳輸線工作狀態(tài)1.行波狀態(tài)如果負(fù)載或無(wú)限長(zhǎng)傳輸線，這時(shí)無(wú)反射波，我們稱之為行波狀態(tài)或匹配(Matching)。根據(jù)源條件無(wú)耗2024/6/28瞬時(shí)值表示任意點(diǎn)處的輸入阻抗2024/6/28

行波狀態(tài)①,②,③

2024/6/281.駐波狀態(tài)我們把反射系數(shù)模等于1的全反射情況稱為駐波狀態(tài)。傳輸線全反射的條件是負(fù)載接純電抗，即【證明】根據(jù)以及我們有所以于是得到2024/6/28兩個(gè)特例1.短路狀態(tài)，即Zl=0，G=-12024/6/28電壓、電流呈駐波分布2024/6/282024/6/282.開(kāi)路狀態(tài)，即Zl=∞，G=12024/6/28電壓、電流呈駐波分布2024/6/282024/6/28駐波狀態(tài)小結(jié)沿線電壓、電流振幅是位置的函數(shù)，具有波腹點(diǎn)(其值是入射波時(shí)的2倍)和波節(jié)點(diǎn)(其值恒為零)。沿線各點(diǎn)電壓、電流在空間和時(shí)間上均相差p/2，因此對(duì)無(wú)耗而言，當(dāng)它處于駐波狀態(tài)時(shí)，既無(wú)能量損耗也無(wú)能量傳播，只進(jìn)行電磁能的相互轉(zhuǎn)換，波在原地做振蕩。相鄰兩波腹(或波節(jié))點(diǎn)的間距為l/2，波腹至波節(jié)點(diǎn)的間距為l/4。相鄰二節(jié)點(diǎn)間沿線各點(diǎn)的電壓(或電流)同相，波節(jié)點(diǎn)兩邊的電壓(或電流)則反相。腹、節(jié)點(diǎn)處電壓和電流同相。阻抗呈純電抗性，且隨頻率和長(zhǎng)度而變化。當(dāng)頻率一定時(shí)．阻抗隨長(zhǎng)度而變，或相當(dāng)于電感或相當(dāng)于電容，或具有諧振(串、并聯(lián)電路)性質(zhì)。2024/6/28短、開(kāi)路狀態(tài)比較短路狀態(tài)開(kāi)路狀態(tài)作變換，即可由開(kāi)路線轉(zhuǎn)化成短路線。

2024/6/28短路狀態(tài)開(kāi)路狀態(tài)不少教材疏忽了的條件，嚴(yán)格地說(shuō)，長(zhǎng)度()移動(dòng)條件只對(duì)和阻抗有效，相位是不等價(jià)的。

2024/6/28例題講解例題1.一段長(zhǎng)為lg/4，特性阻抗為Z0的無(wú)耗傳輸線，一端接負(fù)載Zl，試計(jì)算另一端的輸入阻抗。lg/4Z0ZlZin阻抗變換器2024/6/28lg/4Z0ZlZinlg/4