A第21章傳輸線理論ppt課件

1、2.1 2.1 傳輸線方程傳輸線方程2.2 2.2 傳輸線上的根本傳輸特性傳輸線上的根本傳輸特性2.3 2.3 無耗線任務形狀分析無耗線任務形狀分析 2.5 2.5 史密斯圓圖史密斯圓圖 2.4 2.4 有耗線有耗線2.6 2.6 阻抗匹配阻抗匹配 微波傳輸線微波傳輸線微波傳輸?shù)淖蠲黠@特征是別樹一幟的微波傳輸線，微波傳輸?shù)淖蠲黠@特征是別樹一幟的微波傳輸線，例如，雙導線、同軸線、帶線和微帶等等。我們很例如，雙導線、同軸線、帶線和微帶等等。我們很容易提出一個問題：微波傳輸線為什么不采用容易提出一個問題：微波傳輸線為什么不采用5050周周(50(50赫茲市電明線呢赫茲市電明線呢? ? 低頻電路有很多

2、課程，唯獨沒有傳輸線課程。低頻電路有很多課程，唯獨沒有傳輸線課程。理由很簡單：只需兩根線有什么實際可言？這理由很簡單：只需兩根線有什么實際可言？這里卻要深化研討這個問題。里卻要深化研討這個問題。能否用普通的導線來傳輸微波能量？能否用普通的導線來傳輸微波能量？普通的導線為什么不能用來傳輸微波能量？這是由于在微波普通的導線為什么不能用來傳輸微波能量？這是由于在微波頻段，普通的金屬都是良導體，其中的電磁波具有集膚效應。頻段，普通的金屬都是良導體，其中的電磁波具有集膚效應。集膚效應導致兩個問題集膚效應導致兩個問題I需求較大尺寸甚至不可思議的宏大尺寸才可以有效需求較大尺寸甚至不可思議的宏大尺寸才可以有效

3、傳播電磁波；傳播電磁波；低頻情況低頻情況高頻情況高頻情況電荷電荷分布分布集膚效應導致電荷在導體壁上擁堵，因此實踐傳導面積大大集膚效應導致電荷在導體壁上擁堵，因此實踐傳導面積大大減少，從而電阻猛烈添加，導致傳輸損耗添加。例如，從直減少，從而電阻猛烈添加，導致傳輸損耗添加。例如，從直流到流到10GHz10GHz其損耗會添加其損耗會添加15001500倍，而假設要到達一樣的損耗，倍，而假設要到達一樣的損耗，必需擴展導線的直徑。必需擴展導線的直徑。低頻情況低頻情況高頻情況高頻情況使有電使有電荷分布荷分布的截面的截面積相等積相等可以計算的出，此時傳輸線的直徑應為可以計算的出，此時傳輸線的直徑應為6.06

4、m6.06m，這是超越人民大會堂的主柱的，這是超越人民大會堂的主柱的，2 2米高的實心微波傳輸銅柱約米高的實心微波傳輸銅柱約514514噸重噸重( (銅比銅比重是重是8.9T/m3)8.9T/m3)，按我國古典名著，按我國古典名著 記載：孫悟空所得的金箍棒是東海龍王水記載：孫悟空所得的金箍棒是東海龍王水晶宮的定海神針，重晶宮的定海神針，重1010萬萬8 8千斤，即千斤，即5454噸。噸。而這里的微波柱是而這里的微波柱是514514噸，約噸，約9 9根金箍棒的根金箍棒的分量，估計孫悟空是無法拿動的分量，估計孫悟空是無法拿動的! ! IIII浪費導體資料：浪費導體資料： 柱內(nèi)部幾乎無物，并無能量傳

5、輸。因此微波傳輸柱內(nèi)部幾乎無物，并無能量傳輸。因此微波傳輸必需采用本人的方式。必需采用本人的方式。看來，微波傳輸線必需走本人的路。每一種看來，微波傳輸線必需走本人的路。每一種事物都有本人獨特的本質(zhì)，硬把不適宜的情事物都有本人獨特的本質(zhì)，硬把不適宜的情況強加給它，必然會出現(xiàn)荒唐的結(jié)論。微波況強加給它，必然會出現(xiàn)荒唐的結(jié)論。微波能量似乎要盡力掙脫傳輸線的束縛，從線中能量似乎要盡力掙脫傳輸線的束縛，從線中跳到寬廣的空間中來，用一句古詩來描畫正跳到寬廣的空間中來，用一句古詩來描畫正是：是：“滿園春色關(guān)不住滿園春色關(guān)不住而處理方法正是下一句：而處理方法正是下一句：“一支紅杏出墻來一支紅杏出墻來既然關(guān)不住

6、，干脆因勢利導，就讓它在空間中既然關(guān)不住，干脆因勢利導，就讓它在空間中傳輸，但是，卻不能完全沒有限制。傳輸，但是，卻不能完全沒有限制。這時，使我們更加明確了這時，使我們更加明確了Guide LineGuide Line的含義，導線只的含義，導線只是起到引導的作用，而實踐上傳輸?shù)氖侵車臻g是起到引導的作用，而實踐上傳輸?shù)氖侵車臻g(Space)(Space)(但是，沒有但是，沒有Guide LineGuide Line又不行又不行) )。最簡單而適用的微波傳輸線是雙導線，它們與低最簡單而適用的微波傳輸線是雙導線，它們與低頻傳輸線有著本質(zhì)的不同：功率是經(jīng)過雙導線之頻傳輸線有著本質(zhì)的不同：功率是經(jīng)過

7、雙導線之間的空間傳輸?shù)摹ｉg的空間傳輸?shù)摹Ｓ靡约s束或引導電磁波能量定向傳播的構(gòu)造。用以約束或引導電磁波能量定向傳播的構(gòu)造。廣義傳輸線廣義傳輸線主要功能主要功能饋線饋線 構(gòu)成微波構(gòu)成微波電路元件電路元件諧振器、阻抗變換器、諧振器、阻抗變換器、濾波器、定向耦合器等濾波器、定向耦合器等要求無輻射要求無輻射傳輸能量傳輸能量分分類類TEMTEM或準或準TEMTEM傳傳輸線輸線封鎖金屬波導封鎖金屬波導外表波波導外表波波導開波導開波導雙導線、同雙導線、同軸軸線、帶狀線線、帶狀線、微帶線等、微帶線等矩形、矩形、圓形等圓形等 介質(zhì)波導介質(zhì)波導、介質(zhì)鏡像、介質(zhì)鏡像線、單根線線、單根線等等要求要求損耗小損耗小傳輸功率

8、大傳輸功率大任務頻帶寬任務頻帶寬( (適宜適宜尺寸小尺寸小導波：沿導行系統(tǒng)定向傳輸?shù)碾姶挪▽Рǎ貉貙邢到y(tǒng)定向傳輸?shù)碾姶挪ㄏ拗齐姶挪ǖ哪芰吭诮鹣拗齐姶挪ǖ哪芰吭诮饘僦g的空間傳播屬之間的空間傳播完全限制電磁波在金屬完全限制電磁波在金屬管內(nèi)傳播管內(nèi)傳播約束電磁波在波導構(gòu)造約束電磁波在波導構(gòu)造的周圍沿軸向傳播的周圍沿軸向傳播源源天線天線傳輸線傳輸線源源終端終端路的方法路的方法沿線用等效電壓沿線用等效電壓和等效電流的方法和等效電流的方法傳輸線傳輸線傳輸高頻或微波能量的安裝傳輸高頻或微波能量的安裝(Transmission line)傳輸線實際傳輸線實際長線實際長線實際1長線實際長線實際傳輸線的電長度

9、：傳輸線的幾何長度傳輸線的電長度：傳輸線的幾何長度 l 與其上任與其上任務波長務波長l的比值的比值l/l。l/l 0.05l/l = llllLmRCS mG當當f =2GHzf =2GHz時時可忽略可忽略Rl和和Gl的影響。的影響。低耗線低耗線2.2.傳輸線方程傳輸線方程 傳輸線上的電壓和電傳輸線上的電壓和電流是間隔和時間的函數(shù)流是間隔和時間的函數(shù), 那么線元那么線元 Dz (l)上電壓上電壓和電流的差為和電流的差為( , )(, )( , )( , )(, )( , )U z tU zz tU z tzzI z tI zz tI z tzz+ D-=D+ D-=D傳輸線方程是研討傳輸線上電

10、壓、電流的變化規(guī)律及傳輸線方程是研討傳輸線上電壓、電流的變化規(guī)律及其相互關(guān)系的方程。其相互關(guān)系的方程。 1)普通傳輸方程普通傳輸方程zz傳輸線上的等效電路傳輸線上的等效電路z z+zzz=0ZGEGZLzzz=0+_i(z+z,t)v(z+z,t)zRlzLlzClzGlzi(z,t)+_v(z,t)+_i(z+z,t)v(z+z,t)zRlzLlzClzGlzi(z,t)+_v(z,t)運用基爾霍夫運用基爾霍夫定律：定律：:,:diduLuLCiCdtdt上上驏=桫( , )( , )(, )( , )(, )( , )(, )(, )lllli z tu z tu zz ti z ttu

11、zz tRzGi z ti zz tLztCzzzz ut-+ D=+ D-+ D=DD+DDD( , )( , )( , )( , )( , )( , )llllu z ti z tR i z tLzti z tu z tG u z tCzt驏抖= -+桫抖驏抖= -+桫抖將前式代入，兩端除以將前式代入，兩端除以Dz，并令，并令Dz0，可得普通，可得普通傳輸線方程電報方程：傳輸線方程電報方程：2時諧均勻傳輸線方程時諧均勻傳輸線方程 式中式中Uz和和Iz分別為傳輸線上分別為傳輸線上z處電壓和電流處電壓和電流的復振幅值。的復振幅值。( )00( )00( , )cos( )ReRe( )Re(

12、, )( , )cos( )ReRe( )Re( , )uijzjtjtujzjtjtiu z tUtzU eeU z eU z ti z tItzI eeI z eI z tywwywwwywy輊輊=+=犏犏臌臌=輊輊=+=犏犏臌臌=a時諧傳輸線方程時諧傳輸線方程電壓和電流隨時間作正弦變化或時諧變化，那么電壓和電流隨時間作正弦變化或時諧變化，那么電壓電流的瞬時值可用復數(shù)來表示：電壓電流的瞬時值可用復數(shù)來表示：可得消去時間因子，可得消去時間因子， 的時諧傳輸線方程：的時諧傳輸線方程：( )( )( )()( )( )( )()lllldU zR I zj LI zdzdI zGU zj CU

13、zdzww= -+= -+( , )( , )( , )( , )( , )( , )llllU z tI z tR I z tLztI z tU z tG I z tCzt驏抖= -+桫抖驏抖= -+桫抖將上述電壓、電流表示式代入均勻傳輸線方程，并留意到將上述電壓、電流表示式代入均勻傳輸線方程，并留意到jtw=j tew+_i(z+z,t)v(z+z,t)zRlzLlzClzGlzi(z,t)+_v(z,t)式中式中 ww=+=+llllllZRj LYGj C為傳輸線單位長度的串聯(lián)阻抗、并聯(lián)導納。為傳輸線單位長度的串聯(lián)阻抗、并聯(lián)導納。(Rl+jwLl)Dz(Gl+jwCl)Dz( )( )

14、( )( )( )( )()()lllllldU zRj L I zZ I zdzdI zGj C U zYU zdzww= -+= -= -+= -整理，可得復振幅值的均勻傳輸線方程：整理，可得復振幅值的均勻傳輸線方程：( )( )( )( )lldU zZ I zdzdI zYU zdz= -= -即即對上方程再微分對上方程再微分, ,并相互代入：并相互代入：( )( )( )( )222200lllld UzZ Y Uzdzd IzZ Y Izdz-=-=b)電壓和電流的通解電壓和電流的通解() ()gww=+llllllZYRj LGj C定義電壓傳播常數(shù)：定義電壓傳播常數(shù)： ( )(

15、 )( )( )lldUzZ I zdzdI zY Uzdz= -= -( )( )( )( )( )( )2222lllllld U zdI zZZ YU zdzdzd I zdU zYZ Y I zdzdz= -= -=兩邊求導兩邊求導移項移項電流的解為：電流的解為： ()()12011( )zzdU zI zAeAeRj LdzZggw-= -=-+式中式中0ww+=+llllRj LZGj C為傳輸線的特性阻抗為傳輸線的特性阻抗( )( )( )( )22222200d UzUzdzd IzIzdzgg-=-=那么方程變?yōu)椋耗敲捶匠套優(yōu)椋?2( )zzU zAeA egg-=+電壓的解

16、為：電壓的解為：電壓電流是電壓電流是位置的函數(shù)位置的函數(shù)( )( )ldU zZ I zdz= -ww=+=+llllllZRj LYGj C() ()llllllZYRj LGj Cgww=+傳輸線的特性參數(shù)可用傳輸線的特性參數(shù)可用Z0、vp、來描畫；來描畫；3 3傳輸線的特性參數(shù)傳輸線的特性參數(shù) 特性阻抗特性阻抗(Characteristic (Characteristic impedance)impedance)定義：特性阻抗為傳輸線上行波電壓與行波電流之比：定義：特性阻抗為傳輸線上行波電壓與行波電流之比：行波形狀：即反射波為零的解。行波形狀：即反射波為零的解。( )( )1101zzU

17、 zUA eI zIA eZgg+-+-=普通情況下，特性阻抗是個復數(shù)，與任務頻率有關(guān)。普通情況下，特性阻抗是個復數(shù)，與任務頻率有關(guān)。其倒數(shù)為傳輸線的特性導納其倒數(shù)為傳輸線的特性導納Y0。ww+=+llllRj LGj C0UZI+=1122011111122112wwwwwwwwww-驏驏+鼢瓏鼢=+瓏鼢瓏鼢瓏+桫桫驏驏鼢瓏鼢+-瓏鼢瓏鼢瓏桫桫驏驏琪+-桫桫llllllllllllllllllllllllRjLjLRGZGj Cj CjLj CLRGCjLj CLRGLCjLj CC均勻傳輸線的特性阻抗只與其截面尺寸和填充資料有關(guān)。均勻傳輸線的特性阻抗只與其截面尺寸和填充資料有關(guān)。*無耗線：

18、無耗線：Z0為純電阻，且與為純電阻，且與f無關(guān)無關(guān)-無色散，無色散，對于某一型號的傳輸線，對于某一型號的傳輸線，Z0為常量。為常量。 00=llllRGLZC*低耗線：低耗線： ;ww ()t12t120( , )Re1( , )Re()j zj zjj zj zju z tAeA eei z tAeA eezbbwbbw-輊=+犏臌輊犏=-犏臌相速度相速度而在傳輸線上入射波和反射波的傳播相速度一樣。而在傳輸線上入射波和反射波的傳播相速度一樣。無耗線上相速：無耗線上相速： 1pllvL C=相速：波的等相位面挪動的速度相速：波的等相位面挪動的速度波長波長(Wavelength)(Wavelen

19、gth)長線長線短線短線1tzconstwfb+=pdzvdtwb=m傳輸線上波的振蕩相位差為傳輸線上波的振蕩相位差為22的兩點的間隔為波長的兩點的間隔為波長：Tvfvppl2故故 T為振蕩周期為振蕩周期2blp=：向：向+z方向傳播的波，即自源到負載方向傳播的波，即自源到負載方向的入射波，用方向的入射波，用U+或或I +表示；表示；zeg g-zeg g 向向-z方向傳播的波，即自傲載到源方向方向傳播的波，即自傲載到源方向的反射波，用的反射波，用U-或或I -表示。表示。1101zzUA eIA eZ+-+-=g gg g2201zzUA eIA eZ-= -g gg g電壓和電流解為：電壓

20、和電流解為：()1212000( )( )( )1( )( )( )()()zzzzU zUzUzA eA eI zIzIzA eA eZUzUzZZg gg gg gg g+-+-+-=+=+=+=-=-z z+zzz=0ZGEGZLzzz=0？討論上面求解過程闡明：討論上面求解過程闡明：傳輸方程通解由入射波和反射波構(gòu)成；傳輸方程通解由入射波和反射波構(gòu)成；傳輸?shù)拿恳环N詳細情況表如今入射波與反射波比例不傳輸?shù)拿恳环N詳細情況表如今入射波與反射波比例不同。這比例的詳細情況由各個問題的邊境媒質(zhì)情況而定，同。這比例的詳細情況由各個問題的邊境媒質(zhì)情況而定，即所謂邊境條件即所謂邊境條件(Boundary

21、Conditions)(Boundary Conditions)。()12120( )( )( )1( )( )( )zzzzU zUzUzAeA eI zIzIzAeA eZ+-+-=+=+=+=-gggggggg上面兩個解中的兩項分別代表向上面兩個解中的兩項分別代表向+z+z方向和方向和-z-z方向傳播的電方向傳播的電磁波，磁波，+z+z方向的為入射波，方向的為入射波，-z-z方向的為反射波。方向的為反射波。式中的積分常數(shù)由傳輸線的邊境條件確定。式中的積分常數(shù)由傳輸線的邊境條件確定。4 電壓、電流的定解電壓、電流的定解三種邊境條件：三種邊境條件： 知終端電壓知終端電壓UL和電流和電流IL；

22、 知始端的電壓知始端的電壓U0和電流和電流I0； 知電源電動勢知電源電動勢EG、電源阻抗、電源阻抗ZG 與負載阻抗與負載阻抗ZL。+_+_U0ZGEGI0IIL+_ZLULUa,Z0始端始端終端終端zzoo終端條件解：終端條件解：邊境條件：邊境條件：()121201llLllLUA eA eIA eA eZgggg-=+=-將上式代入解中：將上式代入解中：0012;22llLLLLUZ IUZ IAeAegg-+-=聯(lián)立求解，得：聯(lián)立求解，得：()12120( )1( )zzzzU zAeAeI zAeAeZ-=+=-g gg gg gg g()()00()()0000( )22( )22lz

23、lzLLLLlzlzLLLLUZ IUZ IU zeeUZ IUZ II zeeZZgggg-+-=+-=-代入式中：代入式中：+_+_V0ZGEGI0IIL+_ZLVLVa,Z0z zlz=0z=0( ), ( )LLU lU I lI=000000()22()22zzLLLLzzLLLLUZ IUZ IU zeeUZ IUZ II zeeZZ zeg g表示向表示向(+z)(+z)方向傳播的波，即自源到負載方向的入射波；方向傳播的波，即自源到負載方向的入射波；zeg g-表示向表示向(-z)(-z)方向傳播的波，即自傲載到源方向的反射波。方向傳播的波，即自傲載到源方向的反射波。000000

24、()22()22zzLLLLzzLLLLZZZZU zIeIeZZZZI zIeIeZZgggg-+- =+- =-LLLUZI=對于負載阻抗對于負載阻抗ZL=Z0ZLZ0 ZLZ0令令z= l - z， z為由終點算起的坐標，那么線上任一點上有為由終點算起的坐標，那么線上任一點上有反方向傳播的反方向傳播的波是由于負載波是由于負載阻抗與線上的阻抗與線上的特性阻抗不等特性阻抗不等所呵斥的。所呵斥的。-反射波。反射波。z z zzoz0ZLZoz 分別表示向分別表示向+z和和-z方向傳播的波。方向傳播的波。zzee,始端條件解始端條件解00(0),(0)UUII=邊境條件：邊境條件：00 000

25、012;22UZ IUZ IAA+-=代入解式聯(lián)立求解，可得：代入解式聯(lián)立求解，可得： 00000000000000( )22( )22zzzzUZ IUZ IU zeeUZ IUZ II zeeZZgggg-+-=+-=-代入式中：代入式中：+_+_V0ZGEGI0IIL+_ZLVLVa,Z0z zlz=0z=0結(jié)論：結(jié)論：1 1均勻無耗線上的電壓和電流，普通情況下是兩個以均勻無耗線上的電壓和電流，普通情況下是兩個以一樣速度向相反方向傳播的正弦電磁波的疊加；一樣速度向相反方向傳播的正弦電磁波的疊加；2 2入射波或反射波的電壓與電流之比為特性阻抗。入射波或反射波的電壓與電流之比為特性阻抗。微波

26、阻抗包括傳輸線阻抗為分布參數(shù)阻抗，與導行系微波阻抗包括傳輸線阻抗為分布參數(shù)阻抗，與導行系統(tǒng)上導波的反射或駐波特性親密相關(guān)。統(tǒng)上導波的反射或駐波特性親密相關(guān)。前往前往1.1.分布參數(shù)阻抗分布參數(shù)阻抗( Distributed impedance )( Distributed impedance )定義：傳輸線上任一點定義：傳輸線上任一點z的阻抗的阻抗Zin(z)為線上該點的電壓為線上該點的電壓與電流之比?；蚍Q由與電流之比?；蚍Q由z點向負載看去的輸入阻抗。點向負載看去的輸入阻抗。 ( Input impedance )( )( )( )inU zZzI z=Zin(z) )ZLzU(z) ), I

27、(z) )UL,IL由線上某點：由線上某點： 對于無耗傳輸線：對于無耗傳輸線：()0;,()()jthzth j zjtgzagbgbb=那那么么000( )LinLZjZtg zZ zZZjZtg zbb+=+Zin(z) )ZLzU(z) ), I(z) )UL,IL00000()()()LLLinLLLU ch zI Z sh zZZ th zU zZzZUI zZZ th zsh zI ch zZgggggg+ =+ +00()()LLLLU zU ch zZ I sh zUI zsh zI ch zZgggg=+=+000000( )22( )22zzLLLLzzLLLLUZ IUZ

28、 IU zeeUZ IUZ II zeeZZ Zin隨隨z而變，分布于沿線各點，與而變，分布于沿線各點，與ZL有關(guān)，是分布參數(shù)阻抗；有關(guān)，是分布參數(shù)阻抗；傳輸線段具有阻抗變換作用；傳輸線段具有阻抗變換作用；ZL經(jīng)經(jīng)z的間隔變?yōu)榈拈g隔變?yōu)閆in；無耗線的阻抗呈周期性變化，具有無耗線的阻抗呈周期性變化，具有l(wèi)/4的變換性和的變換性和l/2的反復性。的反復性。 由上式可見，由上式可見，z 點的輸入阻抗與該點的輸入阻抗與該點的位置和負載阻抗點的位置和負載阻抗ZL及特性阻抗及特性阻抗Z0有關(guān)。同時與頻率有關(guān)。有關(guān)。同時與頻率有關(guān)。2pbwl=LC或與電長度有關(guān)或與電長度有關(guān)22zzzpbpll =ZL=

29、100，Z0=50RX000( )LinLZjZ tg zZzZZjZ tg zbb+ =+Zin(z) )ZLzU(z) ), I(z) )UL,IL 當間隔當間隔 時，時，2znl=222nnznlplbbpl= =inLZZ=輸入阻抗具有二分之一波長的反復性輸入阻抗具有二分之一波長的反復性42nzll=+ 當間隔當間隔 時，時，2znpbp=+20inLZZZ=輸入阻抗具有四分之一波長的變換性輸入阻抗具有四分之一波長的變換性ZLl/4Z02/ZLZLl/2l/4l/4Z02/ZLZLl/2ZLZLl/2000( )LinLZjZ tg zZzZZjZ tg zbb+ =+ZL=0l/4l

30、/2l/4l/4例：終端短路例：終端短路ZL=0ZL=0Zin= Zin= 0Zin= 002,()022inzZzjZ tgjZ tglp lpl =短路短路002,()442inzZzjZ tgjZ tglp lpl = 開路開路0000( )LinLZjZ tg zZzZjZ tg zZjZ tg zbbb+ =+ZL=l/4l/2l/4l/4例：終端開路例：終端開路ZL=ZL=Zin= 0Zin= 002,()0442inzZzjZ ctgjZ ctglp lpl = -= -=短路短路Zin= 0002,( )22inzZzjZ ctgjZ ctglp lpl = -= -= 開路開

31、路0000( )LinLZjZ tg zZzZjZ ctg zZjZ tg zbbb+ = -+ZL=25l/4l/2l/4l/4例：終端接純電阻例：終端接純電阻 ZL=25W ZL=25W Z0=50WZ0=50W20250 50,( )100( )4425inLZztg ztgZzZlp lbl = =W,0,()50/225( )2inztg zZzlb =W Zin=100WZin= 25WZin=100W00012( )502LinLZjZ tg zjtg zZzZZjZ tg zjtg zbbbb+ =+()()()inU zZzI z =Zin隨隨z而變，分布于沿線各點，與而變，

32、分布于沿線各點，與ZL有關(guān)，是分布參數(shù)阻抗；有關(guān)，是分布參數(shù)阻抗；傳輸線段具有阻抗變換作用；傳輸線段具有阻抗變換作用；ZL經(jīng)經(jīng)z的間隔變?yōu)榈拈g隔變?yōu)閆in；無耗線的阻抗呈周期性變化，具有無耗線的阻抗呈周期性變化，具有l(wèi)/4的變換性和的變換性和l/2的反復性。的反復性。000()LinLZjZ tg zZzZZjZ tg zbb+ =+2 2反射參量反射參量1 1反射系數(shù)反射系數(shù) ( reflection ( reflection coefficient )coefficient )200( )( )( )zLLZZUzzeZZUz-+-G=+g電壓反射系數(shù)電壓反射系數(shù)其模值范圍為其模值范圍為0

33、101。( )Uz U-+= G00( )2(0)( )( )2(0)zzLLLzzLZZIeUZZU zIeeUzeUUzg gg gg gg g+- =+=+=+0000(0)0)(0)2(2LLLLZZIUZeZUIeUg gg g+-+-=+=+00 (0)=U 2(0)=U 2LLLLLLZZUIZZUI+-+-+=-=00U(0)(0)(0)ULLLLLZZUZZU-+-G= G+負載端反射系數(shù)負載端反射系數(shù)Zin(z) )ZLzU(z) ), I(z) )UL,IL(222)( )LLjjzzzLLLzeeeef ff fg gg gg g-G= G= G= G對于無耗線對于無耗

34、線jj=+=gabb即有即有()22200( )LjzjzjzLLLLZZzeeeZZf fb bb bb b-G= G= G+zz00LLLZZZZ-G=+無耗線上的反射系數(shù)的大小無耗線上的反射系數(shù)的大小模值模值 取決于終端負載和取決于終端負載和線上的特性阻抗，不隨間隔線上的特性阻抗，不隨間隔z z變化。變化。無耗線上的反射系數(shù)的相位隨無耗線上的反射系數(shù)的相位隨距終端的間隔距終端的間隔z z按按-2b z-2b z規(guī)律規(guī)律變化，即以變化，即以- 2z- 2z的角度沿的角度沿等圓周向信號源端順時針方等圓周向信號源端順時針方向變化。向變化。由于有入射波與反由于有入射波與反射波來回路程射波來回路程

35、或或 00( )( )( )ininZ zZzZ zZ-G=+2 2無耗線反射系數(shù)與分布參數(shù)阻無耗線反射系數(shù)與分布參數(shù)阻抗的關(guān)系抗的關(guān)系( )( )200211( )( )1( )1jzLinjzLU zezZzZZzI ze-+ G+ G =- G- Gbb那么：那么：0( )( )( )( )1( )( )( )( )( )1( )U zUzUzUzzUzI zIzIzzZ+-+-=+=+ G=+=- G由于：由于：丈量丈量 -可確定可確定 。()G Gz( ) inZ z( )0( )1( )1( )ininZzzzzZz+ G=- G引入歸一化阻抗以引入歸一化阻抗以Z0Z0的歸一化阻抗

36、：的歸一化阻抗：即當傳輸線的特性阻抗即當傳輸線的特性阻抗Z0Z0一定時，傳輸線上任一一定時，傳輸線上任一點的點的 與該點的反射系數(shù)與該點的反射系數(shù) 一一對應；一一對應；()G Gz( ) inZ z 與與 一一對應。一一對應。() inzz( )G Ginz00( )( ) 1( )( )( ) 1ininininZ zZz zzZ zZz z -G= +3. 3. 駐波參量駐波參量定義：傳輸線上相鄰的波腹點和波谷點的電壓振幅之比定義：傳輸線上相鄰的波腹點和波谷點的電壓振幅之比為電壓駐波比為電壓駐波比-VSWR -VSWR 或或r r 表示。表示。maxmin()UVSWRUr=或行波系數(shù)：駐

37、波系數(shù)的倒數(shù)行波系數(shù)：駐波系數(shù)的倒數(shù)： minmax1UKUr=實踐丈量中，反射電壓及電流均不宜丈量。線上入射波和實踐丈量中，反射電壓及電流均不宜丈量。線上入射波和反射波相位一樣處相加得到波峰值，相位相反處相減得到反射波相位一樣處相加得到波峰值，相位相反處相減得到波谷值，為描畫傳輸線上的任務形狀，引入駐波比。波谷值，為描畫傳輸線上的任務形狀，引入駐波比。(1)(1)電壓駐波比電壓駐波比VSWRVSWR Voltage Standing Wave Ratio(2)2(2)2000()() 1()() 1() 1()()()()1()11LLjzjzLLjzjzLLU zUzzUzeUzeUzUzUzI zzeeZZZb bb bb bb bF-+-+F-輊輊輊=+ G=+ G=+ G犏犏臌臌臌輊輊輊=- G=- G=- G犏犏臌臌臌ZL電壓電流振幅電壓電流振幅|U|min|U|max|U|波腹點波腹點波谷節(jié)點波谷節(jié)點(2) VSWR(2) VSWRr r 與與 G G 的關(guān)系的關(guān)系1( )( )( )1( )zzVSWR zzr+ G =- G: 0 1:1LVSWRG= G11LVSWRVSWR-G=+行波形狀：行波形狀：0,1LVSWRG=1,LVSWRG = 駐波形狀：駐波形狀：ZL電壓振幅電壓振幅11LLVSWRr+ G