西电射频微波教程10.ppt
例题讲解传输线问题这里暂时告一段落，本讲全面地回顾一下传传输线问题这里暂时告一段落，本讲全面地回顾一下传输线理论的基本内容和基本方法。输线理论的基本内容和基本方法。传输线的参数研究传输线的参数研究 第一特征参数第一特征参数L，C工作参数工作参数q=bwl=LLCZ=0C无 耗 传 输 线第二特征参数ZLCLC0,lLCt无耗传输线第章Problems在工作参数中要注意在工作参数中要注意系统中是不变量。阻抗是周期变化的截面量与对应，是系统量|Z传输线理论的研究方法传输线理论的研究方法 Problems 微分方微分方程法程法采用支配方程采用支配方程+边界条件求出具体解传输线边界条件求出具体解传输线的通解是入射波的通解是入射波+反射波，边界条件给出具反射波，边界条件给出具体的组合比例体的组合比例矩阵法矩阵法把传输线问题处理成各类矩阵的运算这些把传输线问题处理成各类矩阵的运算这些矩阵具有普遍性，与具体边界条件无关矩阵具有普遍性，与具体边界条件无关Smith圆图法圆图法以以圆为基底，覆上圆为基底，覆上Z和和构成构成Smith圆图圆图采用阻抗（或导纳）归一，电长度归一，使圆图运采用阻抗（或导纳）归一，电长度归一，使圆图运算更具普遍性算更具普遍性CAD法法Computer的发展使我们着力把传输线的基的发展使我们着力把传输线的基本问题转化为本问题转化为Computer programProblems 应该指出，还有其它传输线理论的研究方法，但主要的应该指出，还有其它传输线理论的研究方法，但主要的几种可以说完全包括了。几种可以说完全包括了。Y1Y2Z rxl+=jlldlir0向 电 源dYlY2ZlYinProblems 已知负载Zl反演成导纳Yl等圆向电源匹配圆|等电导到Yjin10YYYYYYinin1221采用外圆求出lProblems YinY3Y4Y2Zl=jrxl+lY1l2l1dir向 电 源YlYaY3YinProblems llljxrZ已知负载rcYZll反演成导纳1/沿等电导圆转到辅助圆YaYYYYYYaa12213|Y匹配图向电源圆沿等沿等电导匹配圆到YYYYYYYinin3443Problems 例例1 无耗双导线特性阻抗无耗双导线特性阻抗 。Z0500Zjl300250工作波长=80cm 现在欲以现在欲以 线使负载与传输线匹配，求线使负载与传输线匹配，求 线的特性阻线的特性阻 抗抗 和安放位置和安放位置d。/4/4Zol/4dZ0Z 0Z=5000Z=300+j250l图图 10-1 Problems 解法解法1 圆图法圆图法 1.取阻抗归一化取阻抗归一化 Z=ZZ=.+j.ll00605（对应（对应0.094）2.向电源转向纯电阻（波腹）处向电源转向纯电阻（波腹）处 R 220.3.求出求出 反归一反归一 d 02500940156.dd1248.cmZRo.14832 4.反归一反归一 ZZZooo.74162420 cmir向 电 源0.094ZlR=r2.200.25图图 10-2 Problems 解法解法2 已经学过由任意电抗已经学过由任意电抗 变换的变换的 Zrjxlll 12116869411tantan.xrxrllll取取+值，向波腹点变换值，向波腹点变换11180111306015461237223611495374769.dZZoo cm 事实上应该还有一组事实上应该还有一组 Problems 2236029130604046323710668833438.dZZoo cm 例例2 在特性阻抗为在特性阻抗为600的无耗双导线上，测得的无耗双导线上，测得|U|max=200，|U|min=40，dmin1=0.15问问Zl为何值？今采用短路并联枝节匹配，求枝节位置为何值？今采用短路并联枝节匹配，求枝节位置 和长度和长度 。dl解解 这个问题可以分解成两个部分：这个问题可以分解成两个部分：Problems 已知驻波比已知驻波比和最小点位置和最小点位置dmin1求求Zl已知已知Zl用单枝节匹配用单枝节匹配 1.根据定义根据定义|.maxminminUUd2004050151注意波节点注意波节点 ，且向，且向负载负载旋转旋转0.15。可得。可得 R 1020/.Zjl046122.Problems 反归一反归一 ZZZjll0276732ir向 负 载Zl0.00.2000.460.15-j1.22图图 10-3Problems 2.已知已知 要用单枝节匹配要用单枝节匹配 Z反演成导纳计算反演成导纳计算 Yjl032070010.(.)对应按等按等|圆向电源旋转到匹配圆圆向电源旋转到匹配圆 YjYj110180018210180032.(.).(.)对应对应枝节距离枝节距离 dd12018010008032010022(.).(.).枝节长度枝节长度 ll12033025008017025042(.).(.).Problems ir000.250.180.320.10YlY2Y1图图 10-4 Problems 附录附录 单枝节匹配的解析和几何关系单枝节匹配的解析和几何关系一个典型的课题往往可以从各个侧面去加以研究。单枝一个典型的课题往往可以从各个侧面去加以研究。单枝节匹配便是这种例子。节匹配便是这种例子。Z rxl+=jlljq图图 10-5 单枝节匹配模型单枝节匹配模型 则有则有|lllljYYjbjbe1122附录附录 单枝节匹配的解析和几何关系单枝节匹配的解析和几何关系也即也即|exptan|bbbelj422212于是得到于是得到|tanlbbb22214222 由上可解出由上可解出|b 2121212112ntan|附录附录 单枝节匹配的解析和几何关系单枝节匹配的解析和几何关系如果我们用短路枝节给出如果我们用短路枝节给出 ，即，即 jb jbjctan可见可见 nbntan|tan|112112二、几何关系二、几何关系 与上面一致，设与上面一致，设 不失一般性。不失一般性。l 0由图由图10-7可见可见 tan()|212附录附录 单枝节匹配的解析和几何关系单枝节匹配的解析和几何关系于是于是 n212112tan|ir0Yl2j|1-2p-2j1图图 10-7 是反射是反射|圆与电纳圆的连心线，设电纳圆半径为圆与电纳圆的连心线，设电纳圆半径为R oo附录附录 单枝节匹配的解析和几何关系单枝节匹配的解析和几何关系tan=R=R 下面给出，下面给出，Rb1122|可知可知 ntan|1212关于圆半径关于圆半径R的推导（如图的推导（如图10-8所示）。所示）。设等设等|圆，匹配圆和半径为圆，匹配圆和半径为R的电纳圆交于（的电纳圆交于（x,y）。）。写出三个圆的方程写出三个圆的方程xyxyxyRR02022020220202212121|()()(|)()()等圆匹配圆电纳圆ir|(0,0),0)(1Roq(x,y)00R2q210图图 10-8 附录附录 单枝节匹配的解析和几何关系单枝节匹配的解析和几何关系附录附录 单枝节匹配的解析和几何关系单枝节匹配的解析和几何关系由前两个方程可知由前两个方程可知 xyxxy02022020020|得到得到 xy02021|代入第三个方程代入第三个方程 xxyy RRb02002022120121|
