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1、Vol.11No.2JournalofChongqingUniversityofPostsandTelecommunicationsJun.1999关于传输线阻抗匹配问题的分析3席 兵(重庆邮电学院成人教育学院,重庆400065)摘 要 介绍了传输线阻抗匹配的原理以及匹配方法,并对用计算机进行阻抗匹配的计算作了讨论,给出了一种算法的流程。关键词 传输线;阻抗匹配;算法中图法分类号 TM937.73AnalysisonImpedanceMatchingProblemsaboutTransmissionLineXiBing(Chongqing
2、UniversityofPostsandTelecommunications,Chongqing400065)AbstractInthispaper,basicprinciplesandmethodsofimpedancematchingareintro2duced.Andacomputeralgorithmflowispresentedtosolvetheproblem.Keywordstransmissionline;impedancematching;algorithm输线终端的功率不能全部为负载所吸收,从而降低1 阻抗匹配及其重要
3、性了传输效率。2)当Zl≠Zc时,传输线上同时存在着行波和传输理论指出,通常情况下,传输线传输的电压驻波,若信号电压比较高,则在电压波腹点容易产生或电流是由该点的入射波和反射波叠加而成的,或介质击穿的现象。如欲避免击穿,势必采用尺寸较大者说是由行波和驻波叠加而成的。和耐压较高的传输线,从而加大了投资。当传输线的负载阻抗与传输线特性阻抗相等3)在行波和驻波同时存在的情况下,电流波腹时,线上只存在入射波而无反射波,我们称之为负载点附近的电流振幅也高于正常值,产生的热量也比阻抗匹配。除负载阻抗匹配外,还有电源阻抗匹配和较大,附近的绝缘易被烧坏。
4、共轭阻抗匹配。电源阻抗匹配是指当电源内阻抗等4)在存在反射波的情况下,从传输线始端向传于特性阻抗时,电源对电压或电流无反射。共轭阻抗输线看入的阻抗都将随着频率而变化。当用来传输匹配指的是在传输线任一截面上,输入阻抗与电源含有若干频率的信号时,将使信号产生失真。阻抗互成共轭值。此时,信号源的功率输出最大。由5)对从天线向接收机传送电视信号的传输线于通常情况下电源是匹配的,同时电信工程中遇到来说,如若传输线两端都不能做到匹配相连,那么,的大多是关于负载阻抗匹配的问题,因此本文主要将有信号在传输线上来回反射,不但降低了传输效讨论负载阻抗匹配问题
5、。率,还会使屏幕上的轮廓不清。之所以强调阻抗匹配问题,是因为阻抗匹配对传输线的阻抗匹配可消除上面带来的种种不良信号的传输具有如下的重要意义。影响,保证信号的正常传输。1)当Zl≠Zc时,传输线上除了会出现入射波外,还会出现反射波,反射波的存在意味着传送到传X收稿日期:19981201·42·第11卷,第2期 重庆邮电学院学报1999年6月席 兵:关于传输线阻抗匹配问题的分析2Kö4Zin=Zc1öRlk2 阻抗匹配的实现ZcZc1Rl这个关系说明:当负k2.1 基本理论载阻抗为纯电阻时,则Kö4图2Kö4阻抗变换示意这里为了便于分析,我们
6、假设传输线的损耗可线段的输入阻抗也是纯电以忽略,认为传输线是阻,而且可以通过选择Zc1来改变Zin的大小。均匀无损传输线。图1Rg显然为了使传输线处于匹配状态,应要求:ZcZlEg～是传输线的示意图。Zin=Zc图1中Zc为传输ZO由以上2式可得:线的特性阻抗,Zl为终图1传输线示意图Zc1=ZcõRl端负载阻抗。 这就是说,为了匹配,当采用Kö4匹配线来匹配传输线上沿线的电压和电流分布为:时,只要它的特性阻抗Zc1等于所需匹配线的特性+jBZ-jBZU=U0(e+#2e)阻抗Zc及Rl的几何平均值,就可实现阻抗匹配。+jBZ-jBZI
7、=I0(e-#2e)应当指出:Kö4阻抗变换器原则上只用于匹配纯#2=(Zl-Zc)ö(Zl+Zc)电阻性负载。当负载为复数阻抗,而且仍然需用Kö4-j2BZ#Z=#2e变换器来匹配时,则变换器应在传输线电压波节处++上式中,U0,I0分别为终端负载处的电压和电流入或波腹处接入,因为电压波节处或波腹处的输入阻射波复数振幅;B为相位常数;#2是终端负载处的抗是纯电阻。其相关的计算并不复杂,这里不再具体电压反射系数,其值由终端负载和特性阻抗决定。论述。任意一点的输入阻抗为:2.3 支节匹配器的计算UZl+jZctanBZ支节匹配有单支节、双支
8、节和三支节匹配。其基Zin==ZcõIZc+jZltanBZ本原理都相同,是在主传输线上并联适当的电纳,以 其归一化阻抗为:产生附加反射波来抵消主传输线上原来的反射波,ZinZl+jtanB
