微波技术小论文作业

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1、1、设冇一均匀无耗传输线，其特性阻抗为Z°,当其终端冇阻抗Zl时，测得线上的驻波比为S,当负载到第N（你的学号）电压波节点的距离为Lg试讨论负载Zl的数学表达式。若负载到笫N（你的学号）电压波腹点的距离为LN2,负载Zl的数学表达式乂如何？请阐述题H中的几个已知参量的物理含义，并就特性阻抗Z。、终端负载阻抗Zl和驻波比S三个特性参量之间的关系或取值特点，讨论均匀无耗传输线的三种工作状态。解：（1）已知参量物理含义：①特性阻抗：乂称“特征阻抗”，它不是直流电阻，属于长线传输小的概念。在高频范围内，信号传输过程屮，信号沿到达的地方，

2、信号线和参考平面（电源或地平而）间山于电场的建立，会产生一•个瞬间电流，如果传输线是各向同性的，那么只要信号在传输，就始终存在一个电流I，而如果信号的输出电平为V,在信号传输过程中，传输线就会等效成一个电阻，大小为V/I,把这个等效的电阻称为传输线的特性阻抗z0.均匀无耗线的特征阻抗是一个实数（纯电阻）。但由于传输线所填充的介质、线的横向尺寸和横截面内电磁场的分布状态，与线的长度无关，而可近似认为与频率无关。Z＜）=①驻波比S:驻波比全称为电压驻波比，乂名VSWR和SWR,为英文VoltageStandingWaveRatio的

3、简写。在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最人电压振feVmax,形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin,形成波节。其它各点的振幅值则介于波腹与波节Z间。这种合成波称为行驻波。驻波比是驻波波腹处的电压幅值Vmax与波节处的电压幅值Vmin之比。VSWR（或“）三*^VSWR=VSWR—1VSWR+1驻波比就是一个数值，用来表示天线和电波发射台是否匹配。如果VSWR的值等于1,则表示发射传输给天线的电波没有任何反射，全部发射出去，这是最理想的情况。U

4、J

5、rL

6、=O,s=lK=1如果S

7、WR值大于1,则表示有一部分电波被反射回來，最终变成热量，使得馈线升温。被反射的电波在发射台输出口也町产生相当高的电压，有可能损坏发射台。即全反射时，

8、「

9、二1,纯驻波，s二oo,K=0②终端负载阻抗乙•••当一有限长的传输线终端接有各种不同的负载时，电压波和电流波在线上的传播规律，以及加载传输的特性都会有所不同，这就对负载或传输线的设计提出要求，需要采取某些措施來满足要求（例如，阻抗匹配等）。（2）讨论负载Zl的数学表达式传输线段具有阻抗变换作用。当传输线特性阻抗一定时，传输线终端的负载阻抗与驻波参量一一对应。ZLnJ以通过直

10、接测得VSWRS和dmin來确定。传输线阻抗是一种分布参数阻抗，阻抗与驻波参最的关系如下:当处于电压波腹节点时，即20z'—(pL/=J(Pl+(2/14-1)—4兀灯'74Zj”(Z)

11、max—Rmax=SZcz,z「s-旳031-jStg/3LNAo(LN1二赢"(2*18+1)X/2)当处于电压波节点/电流波腹节点，即rf=nz/2t则务=%1乙=乙-杉•挈川s—jtgSA赢"+(18X)/2)（3）均匀无耗传输线的三种工作状态传输线终端负载不同，有三种工作状态，行波状态，驻波状态，行驻波状态.ZLZ0（或半无限长传输线

12、）),oo,±jXLRL±jXL姑）0-U5r

13、(zz)

14、=1Ov「a)曰P1001

15、Si

16、cOS(0/-0Z+01)NZ。cos(初一0z+0)3.沿线各点的阻抗为

17、:Zin(z)=4.沿线各点的输入阻抗、反射系数、驻波比为:z^=Zo,r(z)=o,p=5.负载吸收的功率为：仇=yRe[u(z)/(汀卜

18、ReU肿肛字“处2」zLzo=1M=P2Z。*由此可得行波状态下的分布规律：(1)线上电压和电流的振幅恒定不变；⑵电压行波与电流行波同相，它们的相位是位置Z和时问t的函数:(3)线上的输入阻抗处处相等，R均等于特性阻抗，即Zin(z)=Z0oII驻波状态(全反射)当传输线终端短路(ZL=O)、开路(ZL=g)或接纯电抗负载(ZL=±jXL)时，终端的入射波将被全反射，沿线入射波与反射波叠

19、加形成驻波分布。驻波状态意味着入射波功率一点也没有被负载吸收，即负载为传输线完全失配。驻波状态下，

20、『(z)

21、=1.P=-o1终端短路(ZL=O)(1)终端状态负载阻抗ZL=O,rL=-1,P=8因而：rL=-i=^-RU讥=R“2=u,2+",2=0；U12r