微波技術(shù)傳輸線的阻抗匹配

《微波技術(shù)傳輸線的阻抗匹配》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、作業(yè)1-18,1-19,1-20,1-21第18題:第六節(jié)傳輸線的阻抗匹配一、阻抗匹配的概念阻抗匹配是使微波系統(tǒng)無反射、載行波盡量接近行波狀態(tài)的技術(shù)措施。1.阻抗匹配的重要性(1)匹配時傳輸功率最大，功率損耗最?。?2)阻抗匹配可改善系統(tǒng)的信噪比；(3)功率分配網(wǎng)絡(luò)(如天線陣的饋源網(wǎng)絡(luò))中的阻抗匹配將降低幅度和相位的誤差；(4)阻抗匹配可保持信號源工作的穩(wěn)定性；(5)阻抗匹配可提高傳輸線的功率容量()。2.阻抗匹配問題1).共軛匹配目的：使信號源的功率輸出最大。條件：滿足共軛匹配條件的信號源輸出的最大功率為:2)無反射匹配目的：使傳輸線上無反射波，即工作于行波狀態(tài)。條件：Zg=ZL=Z0。

2、實際中傳輸線的始端和終端很難做到無反射匹配，通常在信號源輸出端接入隔離器以吸收反射波，而在傳輸線與負載之間使用匹配裝置用來抵消反射波。信號源隔離器匹配器負載隔離器又稱單向器，是非互易器件，只允許入射波通過而吸收掉反射波，使信號源端無反射,以穩(wěn)定信號源的工作狀態(tài)。二、阻抗匹配的方法抗作為等效負載與傳輸線的特性阻抗相等。匹配器是一個兩端口的微波元件，要求可調(diào)以適應(yīng)不同負載，其本身不能有功率損耗，應(yīng)由電抗元件構(gòu)成。匹配阻抗的原理是產(chǎn)生一種新的反射波來抵消實際負載的反射波(二者等幅反相)，即“補償原理”。常用的匹配器有l(wèi)/4阻抗變換器和支節(jié)匹配器。匹配器阻抗匹配的方法是在負載與傳輸線之間接入匹配器

3、，使其輸入阻1.l/4阻抗變換器由一段特性阻抗為Z01的l/4傳輸線構(gòu)成。如圖示，有：由于無耗線的特性阻抗為實數(shù)，故l/4阻抗變換器只能匹配純電阻負載。當(dāng)ZL=RL+jXL為復(fù)數(shù)時,根據(jù)行駐波的電壓波腹和波節(jié)點處的輸入阻抗為純組：匹配時，可將l/4阻抗變換器接在靠近終端的電壓波腹或波節(jié)點處來實現(xiàn)阻抗匹配。在lmax處接入，則在lmin處接入，則單節(jié)l/4阻抗匹配器的主要缺點是頻帶窄。當(dāng)工作波長為l0時，l=l0/4,對單一工作頻率f0，當(dāng)可實現(xiàn)匹配，即Zin=Z0。當(dāng)工作頻率f’偏離f0時，l=l0/4?l’/4，bl?p/2，Zin?Z0。G?0，而為：由(3)、(4)可畫出?G?隨q(

4、或f)變化的曲線,曲線作周期為p的變化。設(shè)允許?G???G?m，則其工作帶寬對應(yīng)于Dq限定的頻率范圍。由于q偏離p/2時?G?曲線急劇下降,故工作帶寬很窄。當(dāng)?G?=?G?m時,則通帶邊緣上的q值為q1=qm、q2=p-qm，且由式(2)，有通常用分數(shù)帶寬Wq表示頻帶寬度，Wq與qm有如下關(guān)系對于單一頻率或窄頻帶的阻抗匹配而言，一般單節(jié)l/4阻抗變換器提供的帶寬能夠滿足要求。但若要求在寬帶內(nèi)實現(xiàn)阻抗匹配，就必須采用雙節(jié)、三節(jié)或多節(jié)l/4阻抗變換器(可參閱有關(guān)資料)。2.支節(jié)調(diào)配器支節(jié)調(diào)配器是在距終端負載的某一處并聯(lián)或串聯(lián)短路或開路支節(jié)。有單支節(jié)、雙支節(jié)或多支節(jié)匹配器，常用并聯(lián)調(diào)配支節(jié)。1)

5、.單支節(jié)匹配器l~導(dǎo)納園圖并聯(lián)單支節(jié)匹配器是在距負載d處并聯(lián)長度為l的短路支節(jié)，利用調(diào)節(jié)d和l來實現(xiàn)匹配的。00.25導(dǎo)納園圖ACl~單支節(jié)匹配器DDC00.25導(dǎo)納園圖FE有兩組解，通常選d、l較短的一組解。負載改變，則實現(xiàn)匹配的d、l將隨之而變，這對同軸線、帶狀線等傳輸線十分不便，解決的辦法是采用雙支節(jié)匹配器。2).雙支節(jié)匹配器在單支節(jié)匹配器中改變d是為了找到歸一化電導(dǎo)分量為1的參考面。由：可知，線上某參考面的輸入導(dǎo)納不僅決定于該面與終端的距離d，還決定于負載的情況。亦即改變負載情況也可找到歸一化電導(dǎo)分量為1的參考面。改變負載的辦法是在給定的負載上、或在離負載一定距離d1的參考面上附加

6、純電納。雙支節(jié)匹配器是在d1處并聯(lián)一長度為l1的短路支節(jié),第二個短路支節(jié)的長度為l2，兩支節(jié)的距離d2固定；為便于計算，常取d2=l/8、l/4或3l/8，但是d2?l/2。d1、d2一確定，即可調(diào)節(jié)l1和l2而達到匹配。雙支節(jié)匹配器的工作原理：BA’A~B’雙支節(jié)匹配器1).分析：假定已匹配好。(1)B-B’面：(3)A-A’面：。2)調(diào)配過程0.250(1)作輔助園:。。。重述調(diào)配過程(1)作輔助園:導(dǎo)納園圖。顯然，雙支節(jié)匹配器也有兩組解，應(yīng)選取較合理的一組(l1、l2較短的)。（自習(xí)p40-p41例題）問題：1）l1、l2的作用是什么？2）雙支節(jié)匹配器的優(yōu)、缺點及克服缺點的辦法。2）

7、雙支節(jié)匹配器的優(yōu)點：兩支節(jié)的位置固定，無需沿線移動。缺點：存在得不到匹配的盲區(qū)?？朔秉c的辦法是采用三支節(jié)或多支節(jié)匹配器。d2=l/8時，盲區(qū)為d2=l/4時，盲區(qū)為0.250d2=l/8雙支節(jié)匹配器的盲區(qū)三支節(jié)匹配器為二支節(jié)匹配器的組合。l1、l2為一組，l2、l3為一組。首先，l3=l/4(閑置)，由l1、l2調(diào)配；若3).三支節(jié)匹配器~BACA’B’C’則l1=l/4(閑置)，由l2、l3進行調(diào)配。*第七節(jié)傳輸線的