微波技術(shù)1章阻抗匹配ppt課件

1、1.8 傳輸線的阻抗匹配傳輸線的阻抗匹配一、阻抗匹配概念一、阻抗匹配概念 1、信號源與傳輸線的匹配、信號源與傳輸線的匹配 共軛匹配即功率匹配共軛匹配即功率匹配阻抗匹配使微波電路或系統(tǒng)無反射、以行波或盡量接近行波形狀的技術(shù)措施。阻抗匹配使微波電路或系統(tǒng)無反射、以行波或盡量接近行波形狀的技術(shù)措施。阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)是設(shè)計微波電路和系統(tǒng)時采用最多的電路單元。阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)是設(shè)計微波電路和系統(tǒng)時采用最多的電路單元。在微波領(lǐng)域中，阻抗匹配是一個非常重要的概念。在微波領(lǐng)域中，阻抗匹配是一個非常重要的概念。其作用表達在以下幾方面：其作用表達在以下幾方面：提高傳輸效率，保證功率容量提高傳輸效率，保證功率容量堅持傳輸線

2、任務(wù)的穩(wěn)定性堅持傳輸線任務(wù)的穩(wěn)定性減少微波丈量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差減少微波丈量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差保證元器件設(shè)計的質(zhì)量目的保證元器件設(shè)計的質(zhì)量目的 阻抗匹配普通包含兩方面：一個是信號源與傳輸線間的匹配，阻抗匹配普通包含兩方面：一個是信號源與傳輸線間的匹配， 另一個是負載與傳輸線間的匹配另一個是負載與傳輸線間的匹配 指在傳輸線的任一截面上，輸入阻抗指在傳輸線的任一截面上，輸入阻抗Zin與源阻抗與源阻抗Zg互成共軛值：互成共軛值：ZinZg* 在滿足以上共軛匹配條件后，信號源輸出功率最大在滿足以上共軛匹配條件后，信號源輸出功率最大 假設(shè)在某個參考面滿足共軛匹配條件，那么在其他參考面也能滿足共軛匹配條件假設(shè)在某

3、個參考面滿足共軛匹配條件，那么在其他參考面也能滿足共軛匹配條件阻抗匹配概念阻抗匹配概念2、負載與傳輸線的匹配、負載與傳輸線的匹配 信號源的阻抗匹配信號源的阻抗匹配 電源內(nèi)阻抗電源內(nèi)阻抗Zg與傳輸線的特性阻抗與傳輸線的特性阻抗Zc匹配，即匹配，即Zg=Zc時，電源輸出的能量時，電源輸出的能量在電源輸出平面就不會產(chǎn)生反射，而全部送入傳輸線。假設(shè)傳輸線終端負載在電源輸出平面就不會產(chǎn)生反射，而全部送入傳輸線。假設(shè)傳輸線終端負載也匹配的話，那么電源輸出的全部能量被負載所吸收。假設(shè)負載不匹配，那么有也匹配的話，那么電源輸出的全部能量被負載所吸收。假設(shè)負載不匹配，那么有反射波回來，但不在電源輸出平面產(chǎn)生新的

4、反射，這樣的電源稱為匹配電源。反射波回來，但不在電源輸出平面產(chǎn)生新的反射，這樣的電源稱為匹配電源。 假設(shè)電源和負載與傳輸線特性阻抗均不匹配，線上將會產(chǎn)生多次來回反射。假設(shè)電源和負載與傳輸線特性阻抗均不匹配，線上將會產(chǎn)生多次來回反射。為了防止這種情況發(fā)生，而又保證信號源匹配或接近匹配，通常在信號源后為了防止這種情況發(fā)生，而又保證信號源匹配或接近匹配，通常在信號源后面加裝一個隔離器或吸收似的衰減器。隔離器為單向器件，它吸收反射波，面加裝一個隔離器或吸收似的衰減器。隔離器為單向器件，它吸收反射波，消除或減弱負載不匹配對電源的影響。消除或減弱負載不匹配對電源的影響。 當傳輸線的特性阻抗與負載阻抗相等時

5、，即當傳輸線的特性阻抗與負載阻抗相等時，即ZcZg，傳輸線與負載實現(xiàn)了匹配。，傳輸線與負載實現(xiàn)了匹配。此時線上載行波，參量此時線上載行波，參量0，1，1，這時負載吸收全部入射波功率。當，這時負載吸收全部入射波功率。當傳輸線與匹配信號源及匹配負載相連時，有傳輸線與匹配信號源及匹配負載相連時，有 ZcZgZl ，因此一定有，因此一定有ZinZg*，負載能從信號源中吸收最大功率。負載能從信號源中吸收最大功率。 通常在共軛匹配時，線上有駐波，即存在反射，這闡明無反射的功率傳輸形狀通常在共軛匹配時，線上有駐波，即存在反射，這闡明無反射的功率傳輸形狀并不一定代表負載吸收最大功率的形狀。反之負載吸收最大功率

6、時，也并不一定并不一定代表負載吸收最大功率的形狀。反之負載吸收最大功率時，也并不一定是線上無反射的行波形狀。是線上無反射的行波形狀。 在通常情況下，信號源輸出與傳輸線之間在設(shè)計時已思索了匹配條件，如前已在通常情況下，信號源輸出與傳輸線之間在設(shè)計時已思索了匹配條件，如前已述及的加裝單向器件等實現(xiàn)匹配，因此在適用中主要思索的是處理負載阻抗的問述及的加裝單向器件等實現(xiàn)匹配，因此在適用中主要思索的是處理負載阻抗的問題。以下所引見的就是實現(xiàn)負載阻抗的方法。題。以下所引見的就是實現(xiàn)負載阻抗的方法。 傳輸線的阻抗匹配傳輸線的阻抗匹配阻抗匹配器阻抗匹配器clcZR Z二、阻抗匹配器二、阻抗匹配器1、/ 4 阻

7、抗匹配器阻抗匹配器 處理負載阻抗匹配的問題，主要就是要消除因負載阻抗引起的反射波。通常需處理負載阻抗匹配的問題，主要就是要消除因負載阻抗引起的反射波。通常需要在傳輸線與負載之間參與一匹配網(wǎng)絡(luò)，使其產(chǎn)生一個新的反射波，與負載阻抗要在傳輸線與負載之間參與一匹配網(wǎng)絡(luò)，使其產(chǎn)生一個新的反射波，與負載阻抗引起反射波幅度相等、相位相反，兩者相互抵消。匹配網(wǎng)絡(luò)全部由電抗元件構(gòu)成。引起反射波幅度相等、相位相反，兩者相互抵消。匹配網(wǎng)絡(luò)全部由電抗元件構(gòu)成。 通常的匹配器有通常的匹配器有/ 4阻抗匹配器和支節(jié)匹配器，支節(jié)匹配器又有單支節(jié)，雙支阻抗匹配器和支節(jié)匹配器，支節(jié)匹配器又有單支節(jié)，雙支節(jié)及三支節(jié)三種常用。下面

8、分述其原理。節(jié)及三支節(jié)三種常用。下面分述其原理。 / 4阻抗匹配器是匹配器中較簡單而又適用的一種，它利用了傳輸線實際中阻阻抗匹配器是匹配器中較簡單而又適用的一種，它利用了傳輸線實際中阻抗的抗的 / 4變換特性。變換特性。 假設(shè)負載阻抗為純電阻負載假設(shè)負載阻抗為純電阻負載Rl，與傳輸線特性阻抗，與傳輸線特性阻抗Zc不匹配，這時可在與主線之不匹配，這時可在與主線之間接入一段長度為間接入一段長度為/ 4特性阻抗為特性阻抗為Zc的傳輸線段的傳輸線段,使得輸入?yún)⒖济媸沟幂斎雲(yún)⒖济鍭A位置的輸入位置的輸入阻抗與主傳輸線的特性阻抗相等，即阻抗與主傳輸線的特性阻抗相等，即ZAA=Zc，這樣來實現(xiàn)匹配。，這樣來

9、實現(xiàn)匹配。 由阻抗的由阻抗的 / 4變換特性知道，只需接入線段的特性阻抗變換特性知道，只需接入線段的特性阻抗Zc滿足以下條件即可：滿足以下條件即可： 此時此時AA輸入面阻抗輸入面阻抗即實現(xiàn)了匹配。即實現(xiàn)了匹配。 2ccAAlZZZRZcRLZc/ 4AA傳輸線的阻抗匹配傳輸線的阻抗匹配ccZZ2ccAAcZZZZ 假設(shè)負載阻抗不是純電阻負載，也可以用假設(shè)負載阻抗不是純電阻負載，也可以用/ 4阻抗匹配器來匹配，由于在傳輸線阻抗匹配器來匹配，由于在傳輸線駐波波腹和波節(jié)處的輸入阻抗是實數(shù)，分別為駐波波腹和波節(jié)處的輸入阻抗是實數(shù)，分別為Zc和和kZc。在這些位置插入。在這些位置插入/ 4阻抗匹配器同樣

10、可以實現(xiàn)匹配。阻抗匹配器同樣可以實現(xiàn)匹配。 kZc ZcZL ZcLNLMZc ZcZL ZcZc/ 4AA在波腹插入LNZc kZcZL Zc/ 4AA在波節(jié)插入ZcLM 假設(shè)在駐波波腹位置右圖中假設(shè)在駐波波腹位置右圖中LN參考面插參考面插入入/ 4阻抗匹配器，由于波腹處輸入阻抗為阻抗匹配器，由于波腹處輸入阻抗為Zc所以要求匹配器的特性阻抗所以要求匹配器的特性阻抗Zc為為 假設(shè)在駐波波節(jié)位置右圖中假設(shè)在駐波波節(jié)位置右圖中LM參考面插參考面插入入/ 4阻抗匹配器，由于波腹處輸入阻抗為阻抗匹配器，由于波腹處輸入阻抗為kZc。所以要求匹配器的特性阻抗所以要求匹配器的特性阻抗Zc為為 此時此時AA面

11、輸入阻抗面輸入阻抗即實現(xiàn)了匹配。即實現(xiàn)了匹配。ccZkZ此時此時AA面輸入阻抗面輸入阻抗ZAA=Zc，也能實現(xiàn)匹配，也能實現(xiàn)匹配傳輸線的阻抗匹配傳輸線的阻抗匹配阻抗匹配器阻抗匹配器Single Stub MatchingZLZcAAL2Y3214 5100. 120.10.20.12345100-0. 12-0.-1-200.940.840.740.640.540.440.340.240.140.040.930.830.730.630.530.430.330.230.130.030.920.820.720.620.520.420.320.220.120.020.910.810.710.610.

12、510.410.310.210.110.010.900.800.700.600.500.400.300.200.10WavelengthstowardgeneratorZLLs1jBY2=+jBSingle stub matchingZLZcAAL2Y3214 5100. 120.10.20.12345100-0. 12-0.-1-200.940.840.740.640.540.440.340.240.140.040.930.830.730.630.530.430.330.230.130.030.920.820.720.620.520.420.320.220.120.020.910.810.7

13、10.610.510.410.310.210.110.010.900.800.700.600.500.400.300.200.10WavelengthstowardgeneratorZLYLLs1jBY2=+jBSingle stub matchingZLZcAAL2Y3214 5100. 120.10.20.12345100-0. 12-0.-1-200.940.840.740.640.540.440.340.240.140.040.930.830.730.630.530.430.330.230.130.030.920.820.720.620.520.420.320.220.120.020.

14、910.810.710.610.510.410.310.210.110.010.900.800.700.600.500.400.300.200.10WavelengthstowardgeneratorZLYL1+jBLs1jBY2=+jBSingle stub matchingZLZcAAL2Y3214 5100. 120.10.20.12345100-0. 12-0.-1-200.940.840.740.640.540.440.340.240.140.040.930.830.730.630.530.430.330.230.130.030.920.820.720.620.520.420.320

15、.220.120.020.910.810.710.610.510.410.310.210.110.010.900.800.700.600.500.400.300.200.10WavelengthstowardgeneratorZLYL1+jB1-jBLs1jBY2=+jBSingle stub matchingZLZcAAL2Y3214 5100. 120.10.20.12345100-0. 12-0.-1-200.940.840.740.640.540.440.340.240.140.040.930.830.730.630.530.430.330.230.130.030.920.820.72

16、0.620.520.420.320.220.120.020.910.810.710.610.510.410.310.210.110.010.900.800.700.600.500.400.300.200.10WavelengthstowardgeneratorZLYL1+jBLsL1jBY2=+jBSingle stub matchingZLZcAAL2Y3214 5100. 120.10.20.12345100-0. 12-0.-1-200.940.840.740.640.540.440.340.240.140.040.930.830.730.630.530.430.330.230.130.

17、030.920.820.720.620.520.420.320.220.120.020.910.810.710.610.510.410.310.210.110.010.900.800.700.600.500.400.300.200.10WavelengthstowardgeneratorZLYL1+jBLsLLs1jBY2=+jBLsSingle stub matchingZLZcAAL2Y3214 5100. 120.10.20.12345100-0. 12-0.-1-200.940.840.740.640.540.440.340.240.140.040.930.830.730.630.53

18、0.430.330.230.130.030.920.820.720.620.520.420.320.220.120.020.910.810.710.610.510.410.310.210.110.010.900.800.700.600.500.400.300.200.10WavelengthstowardgeneratorZLYL1+jBLsLLs1jBY2=+jBLsSingle stub matching 由匹配原理可總結(jié)匹配步驟如下：由匹配原理可總結(jié)匹配步驟如下： 對給定負載阻抗進展阻抗歸一化，對給定負載阻抗進展阻抗歸一化，找到其在圓圖上相應(yīng)的阻抗點后，旋轉(zhuǎn)找到其在圓圖上相應(yīng)的阻抗點后，

19、旋轉(zhuǎn) 1800，得到歸一化負載導(dǎo)納值。，得到歸一化負載導(dǎo)納值。以負載導(dǎo)納為起點，順時針旋轉(zhuǎn)得到與以負載導(dǎo)納為起點，順時針旋轉(zhuǎn)得到與G1等等G圓的交點圓的交點S與與T，負載導(dǎo)納點至，負載導(dǎo)納點至ST點點的電長度值的電長度值LS與與LT也可從圓圖讀出。也可從圓圖讀出。在距負載在距負載LS或與或與LT處并聯(lián)提供處并聯(lián)提供jB或或jB的支節(jié)，的支節(jié)，支節(jié)的長度支節(jié)的長度lS或或lT運用求短道路輸入導(dǎo)納的方法可以求得。運用求短道路輸入導(dǎo)納的方法可以求得。 2、單支節(jié)匹配器、單支節(jié)匹配器 單支節(jié)匹配器又叫短截線匹配器。它是在主傳輸線上并聯(lián)一個分支線終端單支節(jié)匹配器又叫短截線匹配器。它是在主傳輸線上并聯(lián)一個

20、分支線終端短道路或開道路，使在匹配器所在處向負載看過去的輸入導(dǎo)納正好等于特性短道路或開道路，使在匹配器所在處向負載看過去的輸入導(dǎo)納正好等于特性導(dǎo)納，從而實現(xiàn)了負載阻抗匹配。導(dǎo)納，從而實現(xiàn)了負載阻抗匹配。 .00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.13.49.48.47.46.45.44.43.42.41.40.39.38.37.25.24.23.22.21.20.19.18.17.16.15.14.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.13.49.48

21、.47.46.45.44.43.42.41.40.39.38.37.25.24.23.22.21.20.19.18.17.16.15.14.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.13.49.48.47.46.45.44.43.42.41.40.39.38.37.25.24.23.22.21.20.19.18.17.16.15.14.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.13.49.48

22、.47.46.45.44.43.42.41.40.39.38.37.25.24.23.22.21.20.19.18.17.16.15.14.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36向負載方向向源方向11.52-1-.5-20.52ST 單支節(jié)匹配器的匹配原理：非匹配負載產(chǎn)生單支節(jié)匹配器的匹配原理：非匹配負載產(chǎn)生反射，沿傳輸線挪動的導(dǎo)納如右圖所示。一反射，沿傳輸線挪動的導(dǎo)納如右圖所示。一般情況下等般情況下等|圓與圓與G1的等的等G圓總有交圓總有交點點S與與T，其讀數(shù)為，其讀數(shù)為1jB。假設(shè)于。假設(shè)于ST點在點在傳輸線對應(yīng)的兩個位置中的任一處并傳輸線對應(yīng)的兩個位置中的任一處

23、并聯(lián)一個分支線，它提供聯(lián)一個分支線，它提供jB電納，使電納，使匹配器所在處輸入導(dǎo)納正好等于匹配器所在處輸入導(dǎo)納正好等于1，從而實現(xiàn)匹配。從而實現(xiàn)匹配。 LS負載點LT傳輸線的阻抗匹配傳輸線的阻抗匹配阻抗匹配器阻抗匹配器單支節(jié)匹配例如單支節(jié)匹配例如例：傳輸線特性阻抗為例：傳輸線特性阻抗為50，負載阻抗，負載阻抗75j100 ，用單支節(jié)匹配，求支節(jié)，用單支節(jié)匹配，求支節(jié) 位置位置L和長度和長度l。 Zl75j100 Zc50 LS =0.23 LT=0.371lS= 0.087 lT=0.413解：首先，對負載阻抗歸一化，得解：首先，對負載阻抗歸一化，得1.5+j2 ，在圓圖上找到其對應(yīng)點，在圓圖

24、上找到其對應(yīng)點A。與。與A相相應(yīng)的歸一化負載導(dǎo)納值為應(yīng)的歸一化負載導(dǎo)納值為B點，讀數(shù)為點，讀數(shù)為 0.24-j0.32 .00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.13.49.48.47.46.45.44.43.42.41.40.39.38.37.25 .24.23.22.21.20.19.18.17.16.15.14.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.13.49.48.47.46.45.44.43.42.41.40.39.38.37.25.24.2

25、3.22.21.20.19.18.17.16.15.14.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.13.49.48.47.46.45.44.43.42.41.40.39.38.37.25 .24.23.22.21.20.19.18.17.16.15.14.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.13.49.48.47.46.45.44.43.42.41.40.39.38.37.25.24.

26、23.22.21.20.19.18.17.16.15.14.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36向負載方向向源方向11.52-1-.5-20.52STBALSLT 從從B點出發(fā)，沿等點出發(fā)，沿等|圓順時針旋轉(zhuǎn)圓順時針旋轉(zhuǎn)到輸入電導(dǎo)為到輸入電導(dǎo)為1的等電導(dǎo)圓，等的等電導(dǎo)圓，等|圓與等電圓與等電導(dǎo)圓相交于導(dǎo)圓相交于ST兩點，它們的詳細導(dǎo)納讀數(shù)兩點，它們的詳細導(dǎo)納讀數(shù)為為1j1.63, 求得支節(jié)接入的位置分別為求得支節(jié)接入的位置分別為LS=0.23 , LT=0.371 . 分別在分別在LS及及LT并聯(lián)支節(jié)進展匹配。并聯(lián)支節(jié)進展匹配。假設(shè)在假設(shè)在LS并聯(lián)支節(jié)，支節(jié)提供的電

27、納應(yīng)為并聯(lián)支節(jié)，支節(jié)提供的電納應(yīng)為j1.63, 這時可求得短路支節(jié)的長度這時可求得短路支節(jié)的長度lS為為0.087 ; 假設(shè)在假設(shè)在LT并聯(lián)支節(jié)，支節(jié)提供的并聯(lián)支節(jié)，支節(jié)提供的電納應(yīng)為電納應(yīng)為j1.63, 這時可求得短路支節(jié)的長度這時可求得短路支節(jié)的長度lT為為0.413 ;傳輸線的阻抗匹配傳輸線的阻抗匹配阻抗匹配器阻抗匹配器3、雙支節(jié)匹配器、雙支節(jié)匹配器 求短路支節(jié)長度求短路支節(jié)長度lS 及及l(fā)T表示于右圖。表示于右圖。在圓圖上找到在圓圖上找到0j1.63的等電納線，讀的等電納線，讀出從短路點順時針分別轉(zhuǎn)到出從短路點順時針分別轉(zhuǎn)到0-j1.63 ,0j1.63 所閱歷的電長度值即所閱歷的電長

28、度值即可可 .087 .413.00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.13.49.48.47.46.45.44.43.42.41.40.39.38.37.25 .24.23.22.21.20.19.18.17.16.15.14.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.13.49.48.47.46.45.44.43.42.41.40.39.38.37.25.24.23.22.21.20.19.18.17.16.15.14.26.27.28.29.30.3

29、1.32.33.34.35.36.00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.13.49.48.47.46.45.44.43.42.41.40.39.38.37.25 .24.23.22.21.20.19.18.17.16.15.14.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.13.49.48.47.46.45.44.43.42.41.40.39.38.37.25.24.23.22.21.20.19.18.17.16.15.14.26.27.28.29.30.

30、31.32.33.34.35.36向負載方向向源方向11.52-1-.5-20.521.631.63 實踐運用中，單支節(jié)匹配器需求調(diào)整支節(jié)在實踐運用中，單支節(jié)匹配器需求調(diào)整支節(jié)在傳輸線上的位置，很不方便，而且在主線上滑傳輸線上的位置，很不方便，而且在主線上滑動調(diào)理也容易引起接觸不良等弊病，因此改用動調(diào)理也容易引起接觸不良等弊病，因此改用雙支節(jié)匹配器進展匹配雙支節(jié)匹配器進展匹配. 雙支節(jié)匹配器是由固定在主線上的兩個彼此雙支節(jié)匹配器是由固定在主線上的兩個彼此相隔一定間隔而本身長度可以調(diào)理的短路支節(jié)相隔一定間隔而本身長度可以調(diào)理的短路支節(jié)構(gòu)成。間隔普通取構(gòu)成。間隔普通取 /8, /4, 3/8。下面

31、取。下面取/4討討論其匹配原理論其匹配原理ZlZcLAAl1l2BB 也可用開路支節(jié)來實現(xiàn)，此時應(yīng)從也可用開路支節(jié)來實現(xiàn)，此時應(yīng)從開路點出發(fā)，得到取值分別為開路點出發(fā)，得到取值分別為0.337 , 0.163 傳輸線的阻抗匹配傳輸線的阻抗匹配阻抗匹配器阻抗匹配器Double Stub MatchingZLZcAAL2Y3214 5100. 120.10.20.12345100-0. 12-0.-1-200.940.840.740.640.540.440.340.240.140.040.930.830.730.630.530.430.330.230.130.030.920.820.720.620

32、.520.420.320.220.120.020.910.810.710.610.510.410.310.210.110.010.900.800.700.600.500.400.300.200.10WavelengthstowardgeneratorZLYLL1jBY2=+jB/8L L BBL double stub matching/8L 1 2 21與單支節(jié)不同，不調(diào)理與單支節(jié)不同，不調(diào)理L僅調(diào)理僅調(diào)理L1、L2l1l2ZlZcLAABB/4 下面用倒推的方法來討論雙支節(jié)匹配過程：下面用倒推的方法來討論雙支節(jié)匹配過程：.00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.10.1

33、1.12.13.49.48.47.46.45.44.43.42.41.40.39.38.37.25 .24.23.22.21.20.19.18.17.16.15.14.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.13.49.48.47.46.45.44.43.42.41.40.39.38.37.25.24.23.22.21.20.19.18.17.16.15.14.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.10.

34、11.12.13.49.48.47.46.45.44.43.42.41.40.39.38.37.25 .24.23.22.21.20.19.18.17.16.15.14.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.13.49.48.47.46.45.44.43.42.41.40.39.38.37.25.24.23.22.21.20.19.18.17.16.15.14.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36向負載方向向源方向11.52-1-.5-20.52輔助圓假設(shè)假設(shè)A

35、A截面上不包含支節(jié)截面上不包含支節(jié)l2的歸一化輸入導(dǎo)納的歸一化輸入導(dǎo)納YAA落在落在G1的等電導(dǎo)圓上，為的等電導(dǎo)圓上，為1jBA, 然后再讓支節(jié)然后再讓支節(jié)l2提供提供+jBA的電納，就能在的電納，就能在AA截面上實現(xiàn)匹配。即能達截面上實現(xiàn)匹配。即能達到匹配的條件是到匹配的條件是 AA截面上不包含截面上不包含l2的的YAA1jBA 假設(shè)假設(shè)AA截面上不包含截面上不包含l2的的YAA1jBA,即落在即落在G1的等電導(dǎo)圓上，此時的等電導(dǎo)圓上，此時BB面的輸入導(dǎo)納應(yīng)為多少？答面的輸入導(dǎo)納應(yīng)為多少？答案是案是BB面的輸入導(dǎo)納應(yīng)落在圖中所示的輔助圓上。面的輸入導(dǎo)納應(yīng)落在圖中所示的輔助圓上。普通情況下，假

36、設(shè)不包含支節(jié)普通情況下，假設(shè)不包含支節(jié)l1，BB面上的導(dǎo)納值面上的導(dǎo)納值不會落在輔助圓上。由此知道，支節(jié)不會落在輔助圓上。由此知道，支節(jié)l1作用是將作用是將BB面的導(dǎo)納移至輔助圓上，只需面的導(dǎo)納移至輔助圓上，只需BB面導(dǎo)納對應(yīng)點所在面導(dǎo)納對應(yīng)點所在的等電導(dǎo)圓與輔助圓相交，即可實現(xiàn)的等電導(dǎo)圓與輔助圓相交，即可實現(xiàn)假設(shè)假設(shè)BB面導(dǎo)納對應(yīng)點所在的等電導(dǎo)圓與等輔助圓沒有交面導(dǎo)納對應(yīng)點所在的等電導(dǎo)圓與等輔助圓沒有交點，那么匹配不能夠?qū)崿F(xiàn)，這就是雙支節(jié)匹配器所出現(xiàn)的點，那么匹配不能夠?qū)崿F(xiàn)，這就是雙支節(jié)匹配器所出現(xiàn)的“匹匹配死區(qū)問題。如右圖中的陰影區(qū)。配死區(qū)問題。如右圖中的陰影區(qū)。 理由是理由是AA面與面與

37、BB面相距面相距/4，任一落在，任一落在G1的等的等電導(dǎo)圓上的點逆時針旋轉(zhuǎn)電導(dǎo)圓上的點逆時針旋轉(zhuǎn)1800都會落在輔助圓上。都會落在輔助圓上。 也可以說，假設(shè)要在也可以說，假設(shè)要在AA面可以匹配，面可以匹配，BB面的導(dǎo)納面的導(dǎo)納值一定得落在輔助圓上值一定得落在輔助圓上 傳輸線的阻抗匹配傳輸線的阻抗匹配阻抗匹配器阻抗匹配器l1l2ZlZcLAABB/4.00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.13.49.48.47.46.45.44.43.42.41.40.39.38.37.25 .24.23.22.21.20.19.18.17.16.15.14.26.27.

38、28.29.30.31.32.33.34.35.36.00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.13.49.48.47.46.45.44.43.42.41.40.39.38.37.25.24.23.22.21.20.19.18.17.16.15.14.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.13.49.48.47.46.45.44.43.42.41.40.39.38.37.25 .24.23.22.21.20.19.18.17.16.15.14.26.27

39、.28.29.30.31.32.33.34.35.36.00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.13.49.48.47.46.45.44.43.42.41.40.39.38.37.25.24.23.22.21.20.19.18.17.16.15.14.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36向負載方向向源方向11.52-1-.5-20.52例：例： 知一無耗傳輸線的特性阻抗知一無耗傳輸線的特性阻抗Zc=75, Zl=150 +j105,采用雙支節(jié)匹配，兩支節(jié)間距為采用雙支節(jié)匹配，兩支節(jié)間距為/4,接入位置接入位置離負載的間隔離負載的

40、間隔 L= 0.176 . 求求 l1, l2.輔助圓H(1,-.73)E(.65,.9)DF(.65,.475)CF(.65,-.475)H(1,.73)解：解： 首先使阻抗歸一化首先使阻抗歸一化, 得到得到2j1.4 ,立刻可在圓立刻可在圓圖上找到相應(yīng)的點圖上找到相應(yīng)的點C，相應(yīng)的負載導(dǎo)納點為，相應(yīng)的負載導(dǎo)納點為D，其讀，其讀數(shù)為數(shù)為.335-j.235,對應(yīng)的電長度讀數(shù)為對應(yīng)的電長度讀數(shù)為0.459. 從從D點出發(fā)，沿等點出發(fā)，沿等|圓順時針旋轉(zhuǎn)圓順時針旋轉(zhuǎn)0.176到電長度標尺讀數(shù)為到電長度標尺讀數(shù)為0.處的點處的點E，該點導(dǎo)納值為，該點導(dǎo)納值為.65+j.9.此值為不接支節(jié)此值為不接

41、支節(jié)l1時時BB面的歸一化輸入導(dǎo)納。面的歸一化輸入導(dǎo)納。 BB面與面與AA面間隔為面間隔為/4，對應(yīng)在圓圖中，對應(yīng)在圓圖中，由由F點沿等點沿等|圓順時針旋轉(zhuǎn)圓順時針旋轉(zhuǎn)1800交交G1等電導(dǎo)圓等電導(dǎo)圓于于H點，讀得該點的歸一化導(dǎo)納值為點，讀得該點的歸一化導(dǎo)納值為1-j.73 調(diào)理支節(jié)調(diào)理支節(jié)l2使之產(chǎn)生的電納為使之產(chǎn)生的電納為j0.73, 從而實現(xiàn)從而實現(xiàn)系統(tǒng)匹配。這時用阻抗圓圖可求得系統(tǒng)匹配。這時用阻抗圓圖可求得l2的長度為的長度為0.351 接入支節(jié)接入支節(jié)l1使點使點E沿著等電導(dǎo)圓挪動交輔助圓于沿著等電導(dǎo)圓挪動交輔助圓于F點，讀得導(dǎo)納值為點，讀得導(dǎo)納值為.65+j.475. 于是可求得支

42、節(jié)于是可求得支節(jié)l1應(yīng)提供的導(dǎo)納值為應(yīng)提供的導(dǎo)納值為0.475-0.9-0.425. 用圓圖立用圓圖立刻可求得其長度為刻可求得其長度為0.186 傳輸線的阻抗匹配傳輸線的阻抗匹配阻抗匹配器阻抗匹配器4、三支節(jié)匹配器、三支節(jié)匹配器.00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.13.49.48.47.46.45.44.43.42.41.40.39.38.37.25 .24.23.22.21.20.19.18.17.16.15.14.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.10.1

43、1.12.13.49.48.47.46.45.44.43.42.41.40.39.38.37.25.24.23.22.21.20.19.18.17.16.15.14.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.13.49.48.47.46.45.44.43.42.41.40.39.38.37.25 .24.23.22.21.20.19.18.17.16.15.14.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.00.01.02.03.04.05.06.07.08.09.10.

44、11.12.13.49.48.47.46.45.44.43.42.41.40.39.38.37.25.24.23.22.21.20.19.18.17.16.15.14.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36向負載方向向負載方向向源方向向源方向11.52-1-.5-20.52輔助圓輔助圓ZlZcLAAl1l2BB/4 雙支節(jié)匹配器存在著雙支節(jié)匹配器存在著“匹配死區(qū)，不能保證在匹配死區(qū)，不能保證在任何負載都能匹配任何負載都能匹配. 三支節(jié)匹配器可以處理這個問題。其匹配原理三支節(jié)匹配器可以處理這個問題。其匹配原理與雙支節(jié)類似，三個支節(jié)的間距普通取與雙支節(jié)類似，三個支節(jié)的間距

45、普通取 /4 其匹配過程如下：其匹配過程如下： 先將支節(jié)先將支節(jié)l3的長度調(diào)至的長度調(diào)至/4 ，使它對主線不起作，使它對主線不起作用。用。l1,l2組成雙支節(jié)匹配器進展匹配；假設(shè)不能匹組成雙支節(jié)匹配器進展匹配；假設(shè)不能匹配，闡明配，闡明BB面在圓圖上的點落入匹配死區(qū)。面在圓圖上的點落入匹配死區(qū)。 ZlZcLl1l2/4l3/4三支節(jié)匹配器三支節(jié)匹配器AABB 此時將支節(jié)此時將支節(jié)l1的長度調(diào)至的長度調(diào)至/4 ，使它對主線不起，使它對主線不起作用。由作用。由l2,l3組成的雙支節(jié)匹配器一定可以實現(xiàn)匹組成的雙支節(jié)匹配器一定可以實現(xiàn)匹配，由于經(jīng)過配，由于經(jīng)過/4， AA面在圓圖上的點不會落入面在圓圖

46、上的點不會落入匹配死區(qū)。匹配死區(qū)。 傳輸線的阻抗匹配傳輸線的阻抗匹配阻抗匹配器阻抗匹配器1.9 傳輸線的損耗傳輸線的損耗 前面所討論的基于理想導(dǎo)體和介質(zhì)組成的傳輸線的結(jié)果在損耗很小時是一種很好前面所討論的基于理想導(dǎo)體和介質(zhì)組成的傳輸線的結(jié)果在損耗很小時是一種很好的近似。在有的情況下，當傳輸線損耗不能忽略時，就必需研討損耗問題。的近似。在有的情況下，當傳輸線損耗不能忽略時，就必需研討損耗問題。在有耗傳輸線上的波的電壓電流沿線分布是在有耗傳輸線上的波的電壓電流沿線分布是V(z)=V+(z) + V-(z)=A1ez + A2e-zI(z)=I+(z) + I-(z)=(A1ez - A2e-z)/Zc傳輸線任一截面的輸入阻抗為傳輸線任一截面的輸入阻抗為Zin(z)=V(z) / I(z)=Zc (1 + Le -2z )/(1 - Le-2z )對于有耗線對于有耗線, L依然滿足下式依然滿足下式 L=(ZL Zc) /(ZL+Zc)傳輸線任一截面的反射系數(shù)為傳輸線任一截面的反射系數(shù)為(z)= Le-2z Le-2ze-j2z以上各式中以上各式中, 特性阻抗特性阻