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1、Vol.11No.2JournalofChongqingUniversityofPostsandTelecommunicationsJun.1999關(guān)于傳輸線阻抗匹配問(wèn)題的分析3席 兵(重慶郵電學(xué)院成人教育學(xué)院,重慶400065)摘 要 介紹了傳輸線阻抗匹配的原理以及匹配方法,并對(duì)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行阻抗匹配的計(jì)算作了討論,給出了一種算法的流程。關(guān)鍵詞 傳輸線;阻抗匹配;算法中圖法分類(lèi)號(hào) TM937.73AnalysisonImpedanceMatchingProblemsaboutTransmissionLineXiBing(Chongqing
2、UniversityofPostsandTelecommunications,Chongqing400065)AbstractInthispaper,basicprinciplesandmethodsofimpedancematchingareintro2duced.Andacomputeralgorithmflowispresentedtosolvetheproblem.Keywordstransmissionline;impedancematching;algorithm輸線終端的功率不能全部為負(fù)載所吸收,從而降低1 阻抗匹配及其重要
3、性了傳輸效率。2)當(dāng)Zl≠Zc時(shí),傳輸線上同時(shí)存在著行波和傳輸理論指出,通常情況下,傳輸線傳輸?shù)碾妷厚v波,若信號(hào)電壓比較高,則在電壓波腹點(diǎn)容易產(chǎn)生或電流是由該點(diǎn)的入射波和反射波疊加而成的,或介質(zhì)擊穿的現(xiàn)象。如欲避免擊穿,勢(shì)必采用尺寸較大者說(shuō)是由行波和駐波疊加而成的。和耐壓較高的傳輸線,從而加大了投資。當(dāng)傳輸線的負(fù)載阻抗與傳輸線特性阻抗相等3)在行波和駐波同時(shí)存在的情況下,電流波腹時(shí),線上只存在入射波而無(wú)反射波,我們稱(chēng)之為負(fù)載點(diǎn)附近的電流振幅也高于正常值,產(chǎn)生的熱量也比阻抗匹配。除負(fù)載阻抗匹配外,還有電源阻抗匹配和較大,附近的絕緣易被燒壞。
4、共軛阻抗匹配。電源阻抗匹配是指當(dāng)電源內(nèi)阻抗等4)在存在反射波的情況下,從傳輸線始端向傳于特性阻抗時(shí),電源對(duì)電壓或電流無(wú)反射。共軛阻抗輸線看入的阻抗都將隨著頻率而變化。當(dāng)用來(lái)傳輸匹配指的是在傳輸線任一截面上,輸入阻抗與電源含有若干頻率的信號(hào)時(shí),將使信號(hào)產(chǎn)生失真。阻抗互成共軛值。此時(shí),信號(hào)源的功率輸出最大。由5)對(duì)從天線向接收機(jī)傳送電視信號(hào)的傳輸線于通常情況下電源是匹配的,同時(shí)電信工程中遇到來(lái)說(shuō),如若傳輸線兩端都不能做到匹配相連,那么,的大多是關(guān)于負(fù)載阻抗匹配的問(wèn)題,因此本文主要將有信號(hào)在傳輸線上來(lái)回反射,不但降低了傳輸效討論負(fù)載阻抗匹配問(wèn)題
5、。率,還會(huì)使屏幕上的輪廓不清。之所以強(qiáng)調(diào)阻抗匹配問(wèn)題,是因?yàn)樽杩蛊ヅ鋵?duì)傳輸線的阻抗匹配可消除上面帶來(lái)的種種不良信號(hào)的傳輸具有如下的重要意義。影響,保證信號(hào)的正常傳輸。1)當(dāng)Zl≠Zc時(shí),傳輸線上除了會(huì)出現(xiàn)入射波外,還會(huì)出現(xiàn)反射波,反射波的存在意味著傳送到傳X收稿日期:19981201·42·第11卷,第2期 重慶郵電學(xué)院學(xué)報(bào)1999年6月席 兵:關(guān)于傳輸線阻抗匹配問(wèn)題的分析2K?4Zin=Zc1?Rlk2 阻抗匹配的實(shí)現(xiàn)ZcZc1Rl這個(gè)關(guān)系說(shuō)明:當(dāng)負(fù)k2.1 基本理論載阻抗為純電阻時(shí),則K?4圖2K?4阻抗變換示意這里為了便于分析,我們
6、假設(shè)傳輸線的損耗可線段的輸入阻抗也是純電以忽略,認(rèn)為傳輸線是阻,而且可以通過(guò)選擇Zc1來(lái)改變Zin的大小。均勻無(wú)損傳輸線。圖1Rg顯然為了使傳輸線處于匹配狀態(tài),應(yīng)要求:ZcZlEg～是傳輸線的示意圖。Zin=Zc圖1中Zc為傳輸ZO由以上2式可得:線的特性阻抗,Zl為終圖1傳輸線示意圖Zc1=Zc?Rl端負(fù)載阻抗?！ ∵@就是說(shuō),為了匹配,當(dāng)采用K?4匹配線來(lái)匹配傳輸線上沿線的電壓和電流分布為:時(shí),只要它的特性阻抗Zc1等于所需匹配線的特性+jBZ-jBZU=U0(e+#2e)阻抗Zc及Rl的幾何平均值,就可實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。+jBZ-jBZI
7、=I0(e-#2e)應(yīng)當(dāng)指出:K?4阻抗變換器原則上只用于匹配純#2=(Zl-Zc)?(Zl+Zc)電阻性負(fù)載。當(dāng)負(fù)載為復(fù)數(shù)阻抗,而且仍然需用K?4-j2BZ#Z=#2e變換器來(lái)匹配時(shí),則變換器應(yīng)在傳輸線電壓波節(jié)處++上式中,U0,I0分別為終端負(fù)載處的電壓和電流入或波腹處接入,因?yàn)殡妷翰ü?jié)處或波腹處的輸入阻射波復(fù)數(shù)振幅;B為相位常數(shù);#2是終端負(fù)載處的抗是純電阻。其相關(guān)的計(jì)算并不復(fù)雜,這里不再具體電壓反射系數(shù),其值由終端負(fù)載和特性阻抗決定。論述。任意一點(diǎn)的輸入阻抗為:2.3 支節(jié)匹配器的計(jì)算UZl+jZctanBZ支節(jié)匹配有單支節(jié)、雙支
8、節(jié)和三支節(jié)匹配。其基Zin==Zc?IZc+jZltanBZ本原理都相同,是在主傳輸線上并聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娂{,以 其歸一化阻抗為:產(chǎn)生附加反射波來(lái)抵消主傳輸線上原來(lái)的反射波,ZinZl+jtanB
