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1、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(wú)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(shí)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(hào)源工作的穩(wěn)定性；(5)阻抗匹配可提高傳輸線的功率容量()。阻抗匹配Ⅰ2.阻抗匹配問(wèn)題1).共軛匹配目的：使信號(hào)源的功率輸出最大。條件：滿足共軛匹配條件的信號(hào)源輸出的最大功率為:2)無(wú)反射匹配目的：使傳輸線上無(wú)反射波，即工作于行波狀態(tài)。條件：Zg=ZL=Z0。實(shí)際中傳輸線的始端和終端很難做到無(wú)反射匹配
2、，通常在信號(hào)源輸出端接入隔離器以吸收反射波，而在傳輸線與負(fù)載之間使用匹配裝置用來(lái)抵消反射波。信號(hào)源隔離器匹配器負(fù)載隔離器又稱單向器，是非互易器件，只允許入射波通過(guò)而吸收掉反射波，使信號(hào)源端無(wú)反射,以穩(wěn)定信號(hào)源的工作狀態(tài)。二、阻抗匹配的方法抗作為等效負(fù)載與傳輸線的特性阻抗相等。匹配器是一個(gè)兩端口的微波元件，要求可調(diào)以適應(yīng)不同負(fù)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(lái)抵消實(shí)際負(fù)載的反射波(二者等幅反相)，即“補(bǔ)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(fù)載與傳輸線之間接入匹配器，使其輸入阻1.l/4阻抗變換器由一段特性
3、阻抗為Z01的l/4傳輸線構(gòu)成。如圖示，有：由于無(wú)耗線的特性阻抗為實(shí)數(shù)，故l/4阻抗變換器只能匹配純電阻負(fù)載。當(dāng)ZL=RL+jXL為復(fù)數(shù)時(shí),根據(jù)行駐波的電壓波腹和波節(jié)點(diǎn)處的輸入阻抗為純組：匹配時(shí)，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(diǎn)處來(lái)實(shí)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(diǎn)是頻帶窄。2.支節(jié)調(diào)配器支節(jié)調(diào)配器是在距終端負(fù)載的某一處并聯(lián)或串聯(lián)短路或開(kāi)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).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(fù)載d處并聯(lián)長(zhǎng)度為l的短路支節(jié)，利用調(diào)節(jié)d和l來(lái)實(shí)現(xiàn)匹配的。00.25導(dǎo)納園圖
4、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(fù)載改變，則實(shí)現(xiàn)匹配的d、l將隨之而變，這對(duì)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(fù)載的情況。亦即改變負(fù)載情況也可找到歸一化電導(dǎo)分量為1的參考面。改變負(fù)載的辦法是在給定的負(fù)載上、或在離負(fù)載一定距離d1的參考面上附加純電納。雙支節(jié)匹配器是在d1處并聯(lián)一長(zhǎng)度為l1的短路支節(jié),第二個(gè)短路支節(jié)的長(zhǎng)度為l2，兩支節(jié)的距離d2固定；為便于計(jì)算，常取d
5、2=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(dá)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’：。2)調(diào)配過(guò)程0.250(1)作輔助園:。。。重述調(diào)配過(guò)程(1)作輔助園:導(dǎo)納園圖。d2=l/8時(shí)，盲區(qū)為d2=l/4時(shí)，盲區(qū)為0.250d2=l/8雙支節(jié)匹配器的盲區(qū)
