精選微波技術(shù)小論文
1、 設有一均勻無(wú)耗傳輸線(xiàn),其特性阻抗為Z0,當其終端有阻抗ZL時(shí),測得線(xiàn)上的駐波比
為S,當負載到第N(你的學(xué)號)電壓波節點(diǎn)的距離為L(cháng)N1,試討論負載ZL的數學(xué)表達式。若負載到第N(你的學(xué)號)電壓波腹點(diǎn)的距離為L(cháng)N2,負載ZL的數學(xué)表達式又如何?請闡述題目中的幾個(gè)已知參量的物理含義,并就特性阻抗Z0、終端負載阻抗ZL和駐波比S三個(gè)特性參量之間的關(guān)系或取值特點(diǎn),討論均勻無(wú)耗傳輸線(xiàn)的三種工作狀態(tài)。 解:
(1)已知參量物理含義:
特性阻抗:又稱(chēng)“特征阻抗”,它不是直流電阻,屬于長(cháng)線(xiàn)傳輸中的概念。在高頻范圍內,信號傳輸過(guò)程中,信號沿到達的地方,信號線(xiàn)和參考平面(電源或地平面)間由于電場(chǎng)的建立,會(huì )產(chǎn)生一個(gè)瞬間電流,如果傳輸線(xiàn)是各向同性的,那么只要信號在傳輸,就始終存在一個(gè)電流I,而如果信號的輸出電平為V,在信號傳輸過(guò)程中,傳輸線(xiàn)就會(huì )等效成一個(gè)電阻,大小為V/I,把這個(gè)等效的電阻稱(chēng)為傳輸線(xiàn)的特性阻抗Z0.
均勻無(wú)耗線(xiàn)的特征阻抗是一個(gè)實(shí)數(純電阻)。但由于傳輸線(xiàn)所填充的介質(zhì)、線(xiàn)的橫向尺寸和橫截面內電磁場(chǎng)的'分布狀態(tài),與線(xiàn)的長(cháng)度無(wú)關(guān),而且,可近似認為與頻率無(wú)關(guān)。
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駐波比 S :
駐波比全稱(chēng)為電壓駐波比,又名VSWR和SWR,為英文Voltage Standing Wave Ratio的簡(jiǎn)寫(xiě)。在入射波和反射波相位相同的地方,電壓振幅相加為最大電壓振幅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為最小電壓振幅Vmin ,形成波節。其它各點(diǎn)的振幅值則介于波腹與波節之間。這種合成波稱(chēng)為行駐波。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(gè)數值,用來(lái)表示天線(xiàn)和電波發(fā)射臺是否匹配。
如果 VSWR 的值等于1, 則表示發(fā)射傳輸給天線(xiàn)的電波沒(méi)有任何反射,全部發(fā)射出去,這是最理想的情況。即| L|=0, s=1 K=1
如果SWR 值大于1, 則表示有一部分電波被反射回來(lái),最終變成熱量,使得饋線(xiàn)升溫。被反射的電波在發(fā)射臺輸出口也可產(chǎn)生相當高的電壓,有可能損壞發(fā)射臺。即
全反射時(shí), | |=1,純駐波,s= ,K=0 終端負載阻抗ZL:電壓波和電: 當一有限長(cháng)的傳輸線(xiàn)終端接有各種不同的負載時(shí),
流波在線(xiàn)上的傳播規律,以及加載傳輸的特性都會(huì )有所不同,這就對負載或傳輸線(xiàn)的設計提出要求,需要采取某些措施來(lái)滿(mǎn)足要求(例如,阻抗匹配等)。
(2)討論負載ZL的數學(xué)表達式
1106044218期末作業(yè)
傳輸線(xiàn)段具有阻抗變換作用。當傳輸線(xiàn)特性阻抗一定時(shí),傳輸線(xiàn)終端的負載阻抗與駐波參量一一對應。ZL可以通過(guò)直接測得VSWRS 和dmin來(lái)確定。
傳輸線(xiàn)阻抗是一種分布參數阻抗,阻抗與駐波參量的關(guān)系如下:
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當處于電壓波腹節點(diǎn)時(shí),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)
當處于電壓波節點(diǎn)/電流波腹節點(diǎn),即
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Zin zmin Rmin KZc Zc/S
ZL
(3)均勻無(wú)耗傳輸線(xiàn)的三種工作狀態(tài)
傳輸線(xiàn)終端負載不同,有三種工作狀態(tài),行波狀態(tài),駐波狀態(tài),行駐波狀態(tài).
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、 行波狀態(tài)(無(wú)反射)
當傳輸線(xiàn)為半無(wú)限長(cháng)或負載阻抗等于傳輸線(xiàn)特性阻抗時(shí),ΓL=0和Γ(z)=0,ρ
Zc jSZctg LN2
(LN2 =
S jtg LN2
+ (18λ)/2)
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