波的反射与终端匹配的均匀传输线ppt课件.ppt

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1、§5-5无损耗线·驻波无损耗线(losslessline)：R0=0，G0=0无损耗线上距终端x处电压相量与电流相量无损耗线上距终端x处的输入阻抗终端匹配的无损耗线OxU,IU1I1用终端边界条件表示用始端边界条件表示用终端边界条件表示用始端边界条件表示终端匹配的有损耗线终端匹配的无损耗线终端开路的无损耗线设称为电压波腹(waveloop)称为电压波节(wavenode)设ψu=0，电压最大，电压最小电流波节(waveloop)处电流波腹(wavenode)处电压波腹位于电流波腹位于有效值沿线分布图驻波(standing

2、wave)：电压与电流的波腹和波节的位置固定不变，这样的电压波与电流波称为驻波。两个等速而反向行进的等幅正弦行波相叠加，便形成驻波。输入阻抗终端短路的无损耗线终端短路的无损耗线上也形成驻波。电压波节位于电流波节位于有效值沿线分布图输入阻抗λ/4的无损耗短路线，其输入阻抗为无限大，故可用λ/4终端短路的金属杆作为超高频线路的支持绝缘子。终端接纯电抗负载的无损耗线Z2=jX2入射波在终端发生全反射。因此接纯电抗负载的无损耗线上电压、电流沿线的分布也形成驻波，只是线路的终端一般不再是电压、电流的波腹或波节。从能量角度来分析传输线的

3、驻波工作状态的特点：能量不能从电源端传递到负载端，因为终端开路、短路和接纯电抗元件时都无能量消耗。但在每个电压波节与电流波节之间的长度的范围内，存在着电场能量与磁场能量不断相互转化的过程。终端匹配的无损耗线，沿线只存在一个不衰减的正向行波，这是无损耗线的行波工作状态，其特点是正向行波将能量单方向地从电源端传输到负载端。当无损耗线终端接任意负载时，线路的工作状态一般既不是单纯的驻波工作状态，也不是单纯的行波工作状态，而是二者的叠加。换言之，既有沿线电磁场能量的振荡，又有能量从电源端传输到负载端供负载消耗。例1图示一段长度l等于

4、四分之一波长、特性阻抗为Zc的无损耗线，终端负载阻抗为Z2。试求线路始端输入阻抗Z1，并讨论此无损耗线的作用。解：线路始端的输入阻抗为具有阻抗变换器的作用例2有一对位于空气中的无损耗均匀线，其长度为7m，特性阻抗为100。始端所接正弦电压源的电压为线路处于稳定状态。试分别解答以下问题：(a)如果线路终端接以电阻为R2=100的集中参数电阻负载，求电源电流i1(t)和负载电流i2(t)，并绘出电压、电流有效值的沿线分布图；(b)如果线路终端短路，求传输线始端电流有效值I1和终端电流有效值I2，并绘出电压、电流有效值的沿线分

5、布图(标出各波腹、波节的坐标以及电压、电流波腹的大小)。解：(a)因R2=Zc，负载与传输线匹配。线上任意一处的输入阻抗均等于特性阻抗，故始端电流相量为终端电流相量为时间函数表达式为U,I3V30mAUI7O有效值沿线分布图为(b)终端短路时始端输入阻抗为无损耗线处于驻波工作状态。始端电流有效值为终端电流有效值为电压波腹的有效值为电流波腹的有效值有效值沿线分布图有损耗线无损耗线传播常数特性阻抗相移速度电压电流无损耗线终端匹配终端开路终端短路返回