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精選微波技術小論文

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1、 設有一均勻無耗傳輸線,其特性阻抗爲Z0,當其終端有阻抗ZL時,測得線上的駐波比

精選微波技術小論文

爲S,當負載到第N(你的學號)電壓波節點的距離爲LN1,試討論負載ZL的數學表達式。若負載到第N(你的學號)電壓波腹點的距離爲LN2,負載ZL的數學表達式又如何?請闡述題目中的幾個已知參量的物理含義,並就特性阻抗Z0、終端負載阻抗ZL和駐波比S三個特性參量之間的關係或取值特點,討論均勻無耗傳輸線的三種工作狀態。 解:

(1)已知參量物理含義:

特性阻抗:又稱“特徵阻抗”,它不是直流電阻,屬於長線傳輸中的概念。在高頻範圍內,信號傳輸過程中,信號沿到達的地方,信號線和參考平面(電源或地平面)間由於電場的建立,會產生一個瞬間電流,如果傳輸線是各向同性的,那麼只要信號在傳輸,就始終存在一個電流I,而如果信號的輸出電平爲V,在信號傳輸過程中,傳輸線就會等效成一個電阻,大小爲V/I,把這個等效的電阻稱爲傳輸線的特性阻抗Z0.

均勻無耗線的特徵阻抗是一個實數(純電阻)。但由於傳輸線所填充的介質、線的橫向尺寸和橫截面內電磁場的分佈狀態,與線的'長度無關,而且,可近似認爲與頻率無關。

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駐波比 S :

駐波比全稱爲電壓駐波比,又名VSWR和SWR,爲英文Voltage Standing Wave Ratio的簡寫。在入射波和反射波相位相同的地方,電壓振幅相加爲最大電壓振幅Vmax ,形成波腹;在入射波和反射波相位相反的地方電壓振幅相減爲最小電壓振幅Vmin ,形成波節。其它各點的振幅值則介於波腹與波節之間。這種合成波稱爲行駐波。駐波比是駐波波腹處的電壓幅值Vmax與波節處的電壓幅值Vmin之比。

或駐波比就是一個數值,用來表示天線和電波發射臺是否匹配。

如果 VSWR 的值等於1, 則表示發射傳輸給天線的電波沒有任何反射,全部發射出去,這是最理想的情況。即| L|=0, s=1 K=1

如果SWR 值大於1, 則表示有一部分電波被反射回來,最終變成熱量,使得饋線升溫。被反射的電波在發射臺輸出口也可產生相當高的電壓,有可能損壞發射臺。即

全反射時, | |=1,純駐波,s= ,K=0 終端負載阻抗ZL:電壓波和電: 當一有限長的傳輸線終端接有各種不同的負載時,

流波在線上的傳播規律,以及加載傳輸的特性都會有所不同,這就對負載或傳輸線的設計提出要求,需要採取某些措施來滿足要求(例如,阻抗匹配等)。

(2)討論負載ZL的數學表達式

1106044218期末作業

傳輸線段具有阻抗變換作用。當傳輸線特性阻抗一定時,傳輸線終端的負載阻抗與駐波參量一一對應。ZL可以透過直接測得VSWRS 和dmin來確定。

傳輸線阻抗是一種分佈參數阻抗,阻抗與駐波參量的關係如下:

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當處於電壓波腹節點時,即

2 z L (2n 1) 即

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Zin zmax Rmax SZc

ZL ZC

S jtg LN1

LN1=1 jStg LN1+ (2*18+1)λ/2)

當處於電壓波節點/電流波腹節點,即

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Zin zmin Rmin KZc Zc/S

ZL

(3)均勻無耗傳輸線的三種工作狀態

傳輸線終端負載不同,有三種工作狀態,行波狀態,駐波狀態,行駐波狀態.

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Ⅰ 行波狀態(無反射)

當傳輸線爲半無限長或負載阻抗等於傳輸線特性阻抗時,ΓL=0和Γ(z)=0,ρ

Zc jSZctg LN2

(LN2 =

S jtg LN2

+ (18λ)/2)

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