微波等效电路ppt

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1、第二章阻抗变换器1)使实数负载到传输线实现匹配；四分之一波长变换器特点：2)窄带匹配，单节变换器即可实现；3)宽带匹配，有规律设计的多节变换器可实现。四分之一波长变换器缺点：只能匹配实数负载。当然，可先用串联（或并联）短截线将复数负载转换成实数负载，再进行匹配，但这将变更等效负载的频率依赖性，降低带宽效应。2.1四分之一波长变换器NanjingUniversityofInformationScience&Technology已知：负载阻抗和馈线特征阻抗，且两者均为实数。2.1.1阻抗观点四分之一波长匹配变换器由于未知：长度的无耗传输线的特征阻

2、抗。目标：希望传输线段把负载匹配到线上去，使得向着匹配段看去的。所以为使，必须有，代入上式，得到即变换器的特征阻抗是负载阻抗和源阻抗的几何平均值时，可实现匹配。NanjingUniversityofInformationScience&Technology说明：1)匹配后，在馈线上就没有驻波（SWR=1），然而在匹配段内会有驻波存在；2)上述条件仅能应用匹配段的长度或的奇数倍，因此只能在一个频率点上获得完全的匹配，在其他频率上将会失配。例题2.1四分之一波长变换器的频率响应考虑一个负载电阻，用一个四分之一波长变换器匹配到的线上。求匹配段的特征

3、阻抗，画出反射系数幅值与归一化频率的关系，其中是使线长为的频率。解：需要的特征阻抗是NanjingUniversityofInformationScience&Technology给出，其中输入阻抗是频率的函数，其频率依赖关系来自于项，它可以用项表示为反射系数的幅值由从中看到当时，，这是预料之中的。对于较高的频率，线的电长度看起来要长些，而对较低的频率，线看起来要短些。反射系数的幅值与的关系已绘于下图。NanjingUniversityofInformationScience&Technology例题2.1中的四分之一波长变换器的反射系数与归

4、一化频率的关系NanjingUniversityofInformationScience&Technology：来自线的波入射到负载时的部分反射系数。1.各反射系数及透视系数定义2.1.2多次反射观点：入射到变换器的波的整体或总反射系数。：来自线的波入射到负载时的部分反射系数。：来自线的波入射到负载时的部分反射系数。：由线进入到线的部分传输系数。：由线进入到线的部分传输系数。NanjingUniversityofInformationScience&Technology2.各反射系数及透视系数表达式NanjingUniversityofInf

5、ormationScience&Technology设一个波沿馈线首次碰到与线的交接处时，一部分波以反射系数被反射，而另一部分则以传输系数传到线中。然后，3.确定总反射系数另外，波每次往返经过变换器都会产生的相移，所以总反射系数可以表达成因为，，，所以上式的无穷序列可以利用几何级数的结果：NanjingUniversityofInformationScience&Technology于是，讨论：利用反射系数和透射系数的表达式，上式分子可表示为NanjingUniversityofInformationScience&Technology可见，

6、若取，则上式为零，即。结论：1)上述结果与前面的匹配结论一致，两者相互得到验证；2)在稳态条件下，匹配段上沿正反两个方向传播的无穷多组波可以合并为沿相反方向传播的两列波。2.1.3带宽特性观点单节四分之一波长匹配变换器的电路如图所示。匹配段阻抗是在设计频率处，匹配段的电长度是，但是在其他频率下电长度是不同的，所以不再被完全匹配。NanjingUniversityofInformationScience&Technology1.失配时的与频率关系表达式向匹配段看去的输入阻抗是式中。在设计频率处，。于是反射系数为NanjingUniversity

7、ofInformationScience&Technology反射系数值是假定频率接近设计频率，即，则，。于是，从而，上式可简化为NanjingUniversityofInformationScience&Technology2.确定带宽将最大可容忍的反射系数的幅值设置为，则可定义匹配变换器的带宽为这里是关于对称的，且在和处有。为了得出精确的，可从的精确表达式解出，即则NanjingUniversityofInformationScience&Technology所以，在处，带宽低端的频率是假定采用的是TEM传输线，则于是，可得到相对带宽为相

8、对带宽通常表示为百分数。NanjingUniversityofInformationScience&Technology说明：1)上面的结果只对TEM传输线严格有效