《简明微波》

西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE例题讲解第1讲微波概念第9讲Problems微波是电磁波，是一段特殊频率的电磁波！Maxwell方程组的物理意义： 等号电<->磁 运算反映一种作用(Action)。空间<->时间 电磁转化有一个重要条件，即频率ω 不对称性媒质矛盾西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE波技术和路技术不同：路技术local波技术全局路技术听话波技术不听话->传输线Problems波技术中的波阻抗不同，空间中的波阻抗相同，微波不反射，波阻抗不同，微波产生反射。西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE第2讲传输线方程微波传输柱514t->9根金箍棒的重量！微波传输线必须走自己的路。传输线方程也称电报方程。在沟通大西洋电缆(海底电缆)时，开尔芬首先发现了长线效应：西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUEReview微波传输时发生了什么?电感、电容参数：г反射系数抓住主要矛盾：只研究传输Z方向。三维问题化简为一维问题！通过频率把电流转化为电压的变化，又通过频率把电压转化成电流的变化－－相互转化。同时有位置的变化－－地点，产生波动；这就是本质。这就是传输线方程。注意此方程除了频率外只有一个参数Z,主要矛盾。西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUEReview不同传输线的特征反映在哪里？这根传输线与哪根传输线的区别在哪里？我们要把一次特征量转化成传输相关的特征量二次特征量一次特征量L-单位长度电感C-单位长度电容西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE第2讲传输线方程西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE第2讲传输线方程边界条件 终端边界条件 源端边界条件 电源阻抗条件西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE分别考虑源条件再考虑终端条件，构成线性方程组西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE观察可知，真正的独立参数为西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE第3讲传输状态反映传输线任以何一点特性的参量是反射系数Γ和阻抗Z。西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE 西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE［性质］·反射系数的模是无耗传输线系统的不变量(3-3)·反射系数呈周期性(3-4)这一性质的深层原因是传输线的波动性，也称为二分之一波长的重复性。入射波电压与入射波电流之比始终是不变量Z0，反射波电压与反射波电流之比又是不变量-Z0西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE2.阻抗Z ［性质］·负载阻抗ZL通过传输线段变换成Z()，因此传输线对于阻抗有变换器(Transformer)的作用。终端阻抗西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE第3讲传输状态行波状态，驻波状态，行驻波状态西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE第3讲传输状态行波状态全驻波状态【定理】传输线全反射的条件是负载接纯电抗短路状态开路状态西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE第3讲传输状态西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE第3讲传输状态电压驻波比VSWR(VoltageStandingWaveRatio)西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUEReview西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUEReview西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUEReview西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUEReview西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE功率关系行波传输线全驻波传输线入射波功率等于反射波功率。在电压波腹或波节点，由于阻抗是纯阻，因此电压、电流必然同相传输线ρ愈大传输功率愈小。西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE矩阵解有限长度的传输线段L强调：传输线仅仅是一种变化(Transform)传输线西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE矩阵解（一般情况）1.级联性质2.对称性质3.无耗性质4.互易性质西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE5.阻抗变换性质用于传输线西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE三点决定一个网络独立测量4个量互易定理Real[A]=1,imag[A]=0西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE波长数（短路始，向电源）波长数（短路始，向负载）反射系数相位（与x轴夹角，度数）电阻值电抗值驻波比西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE2、单枝节匹配匹配对象：任意负载其中调节参数：枝节距负载距离d和枝节长度l。由结果推向原因匹配结果要求枝节并联要求枝节无耗要求西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE［例1］Z０=50Ω的无耗传输线，接负载Zl=25+j75Ω采用并联单枝节匹配西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE由结果推向原因匹配结果要求枝节并联要求枝节无耗要求枝节并联要求D=1/8波长要求枝节无耗要求西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUED=1/8波长要求枝节无耗要求西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUEProblems西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE［例1］无耗双导线特性阻抗。Problems西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE［解法1］圆图法1.取阻抗归一化（对应0.094）2.向电源转向纯电阻（波腹）处3.求出反归一图10-2Problems西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE［解法2］已经学过由任意电抗变换到纯阻的电长度为：取+值，向波腹点变换Problems西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUEProblems事实上应该还有一组西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE·已知驻波比ρ和最小点位置dmin1求Zl·已知Zl用单枝节匹配Problems西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE反归一Problems1.根据定义600Ω|U|max=200Ｖ，|U|min=40Ｖ，dmin1=0.15λ西安电子科技大学微波技术研究所MICROWAVERESEARCHINSTITUE反演成导纳计算按等|Γ|圆向电源旋转到匹配圆枝节距离枝节长度