电磁场与波绪论电磁场与波 (89).pdf

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1、7-5 无损耗均匀传输线无损耗均匀传输线的阻抗匹配的阻抗匹配引言当工作在匹配状态时，传输线上没有反射波，只有入射波。这时从电源端送往负载的能量全部被负载吸收，传输线的效率最高。另外，对传送信号而言，不匹配所产生的反射波还会使信号失真。因此，在实际中，在传输线被用来传输电磁功率和信息时，总是希望负载与传输线的特性阻抗相匹配。如图7-5-1所示，可以将四分之一波长的无损耗线串联在主传输线（设它的特性阻抗为Z01）和负载 R 之间，使主传输线工作在匹配状态，所以把接入的这一段四分之一波长线称为四分之一波长阻抗变换器。7.5.1 /4 阻抗变换器图7-5-1 四分之一波长阻抗变换器4=RLZ0Z1d0

2、1Z0dDRLd1d0Z01Z0d4 D（a）平行双导线（b）同轴线从四分之一波长阻抗变换器看进去的入端阻抗为如果令，就能够使得主传输线处于匹配状态。这样，便应取7.5.1 /4 阻抗变换器 （7-5-1）从式（7-5-1）中看出，只有当负载阻抗为实数（即纯电阻负载）时，才能使用四分之一波长阻抗变换器达到负载匹配的目的。当负载阻抗不仅有实部，还有虚部时，则可沿主传输线向左找出一位置，使该处的入端阻抗为一实数。然后把四分之一波长阻抗变换器接入该处，就可达到匹配状态。4=RLZ0Z1d01Z0dD200in00jtan2j tan2RZZZZRZR+=+in01ZZ=001ZRZ=L0in00L2

3、jtan=2jtanZZlZZZZl+7.5.1 /4 阻抗变换器应用四分之一波长变换器后，在主传输线上能消除反射波，但在串接的四分之一波长的传输线上，仍有反射波。另外由于四分之一波长线的几何长度取决于波长，所以这种匹配方法对频率十分敏感，它只对一个频率点能得到理想匹配。当频率变化时，匹配将被破坏。进一步的分析表明，当频率在一定范围内变化时，要使匹配效果好，阻抗变换比不宜过大。如果实际的阻抗变换比很大，则可采用两节或多节四分之一波长线来逐级实现匹配。4=RLZ0Z1d01Z0dD若要使负载和主传输线相匹配，还可利用在主传输线上并接一段单短截线来实现，如图7-5-2所示，称为单短截线阻抗匹配法。

4、这种短接线称为单短截线变换器。为实现匹配，需要调整单短截线离开负载的距离 l1和短截线的长度 l2，这时阻抗间的关系为7.5.2 单短截线变换器（7-5-2）图7-5-1 四分之一波长阻抗变换器Ou2lB0Z2Zi2Zi1Z1lA 0i1i2111+ZZZ=单短截线变换器的匹配分两步来实现。首先调整长度l1使从AB向右看过去的入端阻抗 Zi1满足关系7.5.2 单短截线变换器（7-5-3）然后调节单短截线的长度 l2，使 （7-5-4）这样就达到了匹配，消除了从电源到并接点处的反射波，但从并接点到负载之间除了行波外尚有驻波。单短截线阻抗匹配法实质是，用接入短截线后附加的反射波来抵消主传输线上原来的反射波，以实现匹配。这种匹配方法对频率也是十分敏感的，当频率变化时，l1和 l2都需重新调节。在工程实际应用中，还有双短截线和多短截线匹配法等。Ou2lB0Z2Zi2Zi1Z1lA i1i1011+jBZZ=i2i1i21=j=jBBZ0i1i2111+ZZZ=L0in00L2jtan=2jtanZZlZZZZl+谢谢谢谢