1、 传输线阻抗公式
ZL?
Zin(l)?Zc
Zc?
jZctan?ljZLtan?l2、半波长阻抗重复性 ?Z(l?n)?Zin(l)in
2
3、1/4波长阻抗倒置性 2Z?c Z[l?(2n?1)]?in4Zin(l)
4、 反射系数
1)定义:反射波与入射波之比 ?2j?lL
Zin?ZC ??Zin?ZC ZL?ZC ?L?ZL?ZC (1??)Z(z)?Z inC(1??)
2)无耗传输线上反射系数的模不变
???L
???e5、 驻波比
1)定义:电压或电流波的最大值与电压或电流波的最小值之比 Umax1????
Umin1??
特性阻抗和传播常数是反映传输线特性的特征量 6、 行波状态(匹配状态)
?当ZL=ZC时, ? L ? 0 ,亦即匹配时:
无反射波,即行波状态 ?j?zU?U??U0?e
U0??j?zU
I?e?电压与电流同相 ZZcc在时域 1it,z?ut,z
Zc
? U?U0
1?I? U0电压电流振幅沿线不变ZC
?u?t,z??U0cos??t??z??0????????0??z 相位随线长增加而连续滞后
??0,??1
阻抗沿线不变,等于特性阻抗
Zin?ZL?Zc
?负载吸收了全部功率 Pin?PL?P
行波状态即传输线匹配状态,这时传输效率最高、功率容量最大、无反射,是传输系统追求的理想状态。
7、 驻波状态(全反射) 1)、短路线
负载端短路 Z L ? 0, ? L ? ? 1 -全反射。 短路时,反射系数为-1 Z=0处(负载端), UL=0
U?U0?(e?j?z?ej?z)??2jU0?sin?z U0??j?z2U0?j?zI?(e?e)?cos?z ZcZc 离负载L处(Z=-l ),有
U
Zin??jZctan?lI
Pin?0?(l)??Le?2j?l??e?j2?l?ej(???2?l)1??L1??L????
短路线的几个特点:
? 电压、电流的驻波分布:随时间变化时具有 固定的波腹、波节点。这是因为反射波与入 射波振幅相等,在波节点参考相位相反,相 互抵消,在波腹上相位相同,相互叠加。
? 电压与电流相位差?/2,故电压波腹点对应 电流波节点,反之亦然,故无能量传输。
? 波腹、波节点交替出现,间隔?/4。
? 短路线的输入阻抗为纯电抗
这种特性使其常用于射频电路的电抗元件。
特定长度的短路线会呈现谐振特性
这种特性使得1/4波长或半波长短路线在射频电路中可以用作谐振器。
2)、开路线
负载端开路, Z L ? ? , ? L ——?1 全反射
U?2U0?cos?l
2U0? 根据阻抗的?/4倒置性,开路可看I?jsin?l Zc作一段?/4长短路线,所以将短路 Zin??jZcctg?l线的驻波曲线沿传输线移动?/4 的距离便可得到开路线的驻波曲?(l)?e?j2?l 线。 ??? P?0 in
3)、行驻波状态(部分反射)
定义:可见这时线上既有行波分量也有驻波分量,故称为行驻波状态 ?L??l??n
4?2电压振幅为最大值(波腹)
?L??l??(2n?1) 4?4电压振幅为最小值(波节)
???1)纯阻性负载
当 Z L ? R L ? Z c 时
R?Z ? L ? ? L e j? L ? L C 是<0的实数 ?L??,?L???LRL?ZC
负载端为电压波节点。(极限情况为短路)
当 Z L ? L ? Z c(纯电阻负载)时 R RL?ZCj?L???e? L L 是>0的实数
RL?ZC
?L?0,?L??L 负载端为电压波腹点。(极限情况为开路)
? 当负载为感性阻抗时,离开负载第一个出现的是电压波腹点、电流波节点(U曲线斜
率为负)。
? 当负载为容性阻抗时,离开负载第一个出现的是电压波节点、电流波腹点(U曲线斜
率为正)。
在行驻波电压波腹点(也是电流波节点)有
Zin?在波腹点,阻抗为实数,且与特性阻抗成正比,比例系数为驻波比 同理,在电压波节点(电流波腹点)有
1??LU?Zc?Zc?I1??L