第二章-传输线基本理论与圆图-2.2.ppt

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1、描述传输线状态的特征量传输线的状态传输线的状态可由下列可由下列特征特征量量来描述来描述：1.电压波电压波V与电流波与电流波I2.电压入射波电压入射波Vi与电压反射与电压反射波波Vr3.反射系数反射系数 4.阻抗阻抗Z或导纳或导纳Y5.驻波系数驻波系数 与驻波最小点与驻波最小点位置位置dminZc=50 ZLk,Zc传输线传输线这这5 5组特征量是相互等价的组特征量是相互等价的注意！注意！n n各个特征量的各个特征量的定义定义n n各组特征量是等价的，也就是：知道各组特征量是等价的，也就是：知道1组特征量可以推出其它各组特征量。组特征量可以推出其它各组特征量。n n怎样推算出来？怎样推算出来？了

2、解各特征量之间的关系，沿传输线了解各特征量之间的关系，沿传输线的关系的关系1.电压电流沿传输线电压电流沿传输线变换关系式变换关系式k,Zcz=0z传播常数为传播常数为k，特征阻抗为特征阻抗为Zc的传输线的传输线电电压压波波与与电电流流波波均均由由入入射射波与反射波组成，即波与反射波组成，即化成化成z=0处为：处为：进进一一步步电压电流沿传输线电压电流沿传输线变换关系式变换关系式I前面的等式可写成：前面的等式可写成：或者或者更一般的情况为：更一般的情况为：这就是这就是V V 和和I I 沿传输线的变换关系！沿传输线的变换关系！2.反射系数反射系数沿传输线变换关系式沿传输线变换关系式反向系数反向系

3、数定义为定义为反射波电压反射波电压与与入射波电压入射波电压之比：之比：z=0处的处的反射系数反射系数或者或者由由坐标平移变换坐标平移变换，得到：，得到：引入反射系数后，引入反射系数后，V与与I的表示：的表示：电压反向系数与电压反向系数与电流反射系数的电流反射系数的相差为相差为180 3.阻抗阻抗或或导纳导纳沿传输线沿传输线变换关系式变换关系式阻抗阻抗定义为传输线上定义为传输线上电压电压与与电流电流之比之比.由由阻抗与反射系数的关系阻抗与反射系数的关系在在Z0处阻抗为处阻抗为用用(z)表示表示(0),用用Z(z)表示表示(z),可可得得Z(0)与与Z(z)之间的关系：之间的关系：or阻抗阻抗或或

4、导纳导纳沿传输线沿传输线变换关系式变换关系式I利用坐标平移关系，可得到：利用坐标平移关系，可得到：（把前式中的把前式中的0换为换为z1,把把z换为换为z2）这就是传输线上阻抗变换关系！这就是传输线上阻抗变换关系！例：例：长度为长度为l的一段传输线的输入阻抗的一段传输线的输入阻抗如图所示如图所示.其中：其中：Z(-l)=Zin,Z(0)=ZL根据公式根据公式输入阻抗与输入阻抗与负载的关系负载的关系导纳导纳沿传输线沿传输线变换关系式变换关系式采用导纳表示时，容易得到：采用导纳表示时，容易得到：or从以上关系可以看到：只要知道传输线上从以上关系可以看到：只要知道传输线上某点某点的特的特征量，即可知道

5、传输线上征量，即可知道传输线上任意点任意点的特征量。的特征量。反射系数沿传输线变换的反射系数沿传输线变换的图示图示由前面讲的变换关系可以看到：由前面讲的变换关系可以看到：反射反射系数变换关系最简单。系数变换关系最简单。由于阻抗由于阻抗Z是复数，反射系数是复数，反射系数 V一一般也为复数。般也为复数。在在z=0处处的反射系数为：的反射系数为：模模由反射系数变换关系：由反射系数变换关系：V沿沿传输线变换的传输线变换的图示图示I可得可得z=-l 处的反射系数：处的反射系数：随着随着l的变化的变化(or z变化变化)，反射系数的，反射系数的模不变化模不变化而只是而只是相位变化相位变化，即，即减少减少2

6、kl。因此，对于无耗线，反射系数的变换因此，对于无耗线，反射系数的变换只是相角的变化。只是相角的变化。如图所示，可以作反射系数如图所示，可以作反射系数复平面图复平面图在在 V复平面图上，当负载阻抗复平面图上，当负载阻抗ZL不不变时，传输线上变时，传输线上 V轨迹是以原点为轨迹是以原点为圆心的一个圆，其半径为圆心的一个圆，其半径为且且l变化变化/2,相位变化相位变化2 V、I沿传输线变换的沿传输线变换的图示图示在在z=-l处的归一化电压电流的处的归一化电压电流的模为模为设入射波电压为设入射波电压为1V：圆图右半径处：圆图右半径处：圆图右半径处：圆图右半径处：电压模最大：电压模最大：电压模最小：电

7、压模最小：V、I沿传输线变换的沿传输线变换的图示图示I这这样样，由由右右端端点点和和左左端端点点可可决决定定第第一一个个电电压压波波腹腹点点和电压波节点的位置：和电压波节点的位置：(n=0)(n=0)同样可以决定电流最大波腹和波节点的位置。同样可以决定电流最大波腹和波节点的位置。电电压压波波腹腹点点正正好好是是电电流流波波节节点点，电电压压波波节节点点正正好好是是电流波腹点。电流波腹点。4.驻波驻波如如图图所所示示，图图中中电电压压沿沿传传输输线线的分布为驻波的分布为驻波驻波系数驻波系数定义为：定义为：或者或者离开终端负载的离开终端负载的第一个电压波节点第一个电压波节点为：为：第一个波腹点第一

8、个波腹点在：在：驻波相位驻波相位,dmin1是又一组是又一组特征量特征量特殊情况的特殊情况的电压、电流分布电压、电流分布1)负载开路情况负载开路情况电压、电流分布为电压、电流分布为纯驻波。纯驻波。特殊情况的特殊情况的电压、电流分布电压、电流分布I2)负载短路情况负载短路情况电压、电流分布为电压、电流分布为纯驻波。纯驻波。特殊情况的特殊情况的电压、电流分布电压、电流分布II3)负载匹配情况负载匹配情况电压、电流分布为电压、电流分布为行波。行波。阻抗阻抗(或导纳或导纳)沿传输线变换沿传输线变换 端接负载的传输线端接负载的传输线输入阻抗表示为输入阻抗表示为1)传输线与负载匹配时传输线与负载匹配时ZL

9、ZC,V=0Z(z)=ZC2)负载开路时负载开路时Z(0)=ZL=则输入阻抗为则输入阻抗为kl1这时相当一个电容这时相当一个电容阻抗阻抗(或导纳或导纳)沿传输线变换沿传输线变换II3)负载短路时负载短路时ZLZ(0)=0 则得到则得到kl1这时相当于一电感这时相当于一电感4)线长为线长为/4时时tan(kl)=则得到则得到阻抗阻抗(或导纳或导纳)沿传输线变换的图示沿传输线变换的图示传输线的阻抗变换传输线的阻抗变换负载开路负载开路负载短路负载短路传传输输线线的的状状态态与与特特征征参参量量k,ZC有有关关，但但当当k,ZC一一定定时时，则则只只与与负负载载有有关关（即即只只与与传传输输线线的的纵

10、纵向向边边界界条条件件有有关关）。小结、复习小结、复习n n复习要点复习要点复习要点复习要点 描述传输线状态量的描述传输线状态量的描述传输线状态量的描述传输线状态量的特征量特征量特征量特征量有有有有(V(V、I),(VI),(Vi i，V Vr r),),Z(,Z(或或或或Y),Y),(,d,dminmin)，高频时，高频时，高频时，高频时，用用用用 描述传输线的状态最好描述传输线的状态最好描述传输线的状态最好描述传输线的状态最好。它们相互。它们相互。它们相互。它们相互之间可以转换。之间可以转换。之间可以转换。之间可以转换。沿传输线变换最简单，由沿传输线变换最简单，由沿传输线变换最简单，由沿传

11、输线变换最简单，由 沿传输线变换可得到其他特征沿传输线变换可得到其他特征沿传输线变换可得到其他特征沿传输线变换可得到其他特征量沿传输线变换关系。量沿传输线变换关系。量沿传输线变换关系。量沿传输线变换关系。对于给定传输线，传输线状态由对于给定传输线，传输线状态由对于给定传输线，传输线状态由对于给定传输线，传输线状态由负载负载负载负载Z ZL L决定。决定。决定。决定。n n复习范围复习范围复习范围复习范围 2.22.2 帮助理解的多媒体演示：帮助理解的多媒体演示：帮助理解的多媒体演示：帮助理解的多媒体演示：MMS2MMS2（传输线）（传输线）（传输线）（传输线）MMS4,5,6MMS4,5,6（平行双导线）（平行双导线）（平行双导线）（平行双导线）n n作业作业(P113)2.22.3