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1、传输线的阻抗匹配传输线的阻抗匹配2023/4/92023/4/9Microwave Technology and Antenna Microwave Technology and Antenna copyrightDuguohongcopyrightDuguohong1 1第1页，共16页，编辑于2022年，星期四2023/4/92023/4/92 2Microwave Technology and Antenna Microwave Technology and Antenna copyrightDuguohongcopyrightDuguohong传输线的阻抗匹配传输线的阻抗匹配 共轭阻抗
2、匹配共轭阻抗匹配第2页，共16页，编辑于2022年，星期四2023/4/92023/4/93 3Microwave Technology and Antenna Microwave Technology and Antenna copyrightDuguohongcopyrightDuguohong 要使负载得到的功率最大要使负载得到的功率最大,首先要求首先要求 Xin=-Xg 此时负载得到的功率为此时负载得到的功率为 可见当可见当可见当可见当 时时时时P P取最大值取最大值取最大值取最大值,此时应满足此时应满足此时应满足此时应满足 Rg=Rin第3页，共16页，编辑于2022年，星期四202
3、3/4/92023/4/94 4Microwave Technology and Antenna Microwave Technology and Antenna copyrightDuguohongcopyrightDuguohong第4页，共16页，编辑于2022年，星期四2023/4/92023/4/95 5Microwave Technology and Antenna Microwave Technology and Antenna copyrightDuguohongcopyrightDuguohong传输线的阻抗匹配传输线的阻抗匹配阻抗匹配阻抗匹配阻抗匹配是指传输线的两端阻抗与传
4、输线的特阻抗匹配是指传输线的两端阻抗与传输线的特性阻抗相等性阻抗相等,使线上电压与电流为行波使线上电压与电流为行波传输线的始端与信号源阻抗匹配（匹配信号源）传输线的始端与信号源阻抗匹配（匹配信号源）Rg=Z0 ,Xg=0 上述条件很难满足上述条件很难满足uu匹配网络匹配网络匹配网络匹配网络uu隔离器隔离器隔离器隔离器-单向传输单向传输单向传输单向传输终端阻抗终端阻抗-阻抗匹配阻抗匹配第5页，共16页，编辑于2022年，星期四2023/4/92023/4/96 6Microwave Technology and Antenna Microwave Technology and Antenna c
5、opyrightDuguohongcopyrightDuguohong传输线的阻抗匹配传输线的阻抗匹配阻抗匹配方法阻抗匹配方法在传输线和终端负载之间加一匹配网络，要求在传输线和终端负载之间加一匹配网络，要求这个匹配网络由电抗元件构成这个匹配网络由电抗元件构成:损耗尽可能的小损耗尽可能的小,而且通过调节可以对各种终端负载匹配而且通过调节可以对各种终端负载匹配匹配的原理：产生一种匹配的原理：产生一种新的反射波新的反射波来来抵消抵消原来原来的反射波的反射波常用匹配网络常用匹配网络uu/4/4变换器变换器变换器变换器uu支节匹配器支节匹配器支节匹配器支节匹配器uu阶梯阻抗变换和渐变线变换器阶梯阻抗变换
6、和渐变线变换器阶梯阻抗变换和渐变线变换器阶梯阻抗变换和渐变线变换器第6页，共16页，编辑于2022年，星期四2023/4/92023/4/97 7Microwave Technology and Antenna Microwave Technology and Antenna copyrightDuguohongcopyrightDuguohong传输线的阻抗匹配传输线的阻抗匹配/4阻抗变换器阻抗变换器 由一段长度为由一段长度为由一段长度为由一段长度为/4/4的传输线组成的传输线组成的传输线组成的传输线组成 终端接纯电阻终端接纯电阻终端接纯电阻终端接纯电阻R RL L时时时时 原则上，只能对纯
7、阻负载进行匹配原则上，只能对纯阻负载进行匹配原则上，只能对纯阻负载进行匹配原则上，只能对纯阻负载进行匹配 若负载不为阻纯组，则若负载不为阻纯组，则若负载不为阻纯组，则若负载不为阻纯组，则/4/4传输线应接在输入阻抗为纯阻传输线应接在输入阻抗为纯阻传输线应接在输入阻抗为纯阻传输线应接在输入阻抗为纯阻处（波腹点或波节点）处（波腹点或波节点）处（波腹点或波节点）处（波腹点或波节点）第7页，共16页，编辑于2022年，星期四2023/4/92023/4/98 8Microwave Technology and Antenna Microwave Technology and Antenna copyr
8、ightDuguohongcopyrightDuguohong传输线的阻抗匹配传输线的阻抗匹配/4阻抗变换器阻抗变换器若若/4线在电压波腹点接入线在电压波腹点接入若若/4线在电压波节点接入线在电压波节点接入缺点缺点频带窄频带窄-/4单频点匹配单频点匹配加宽频带加宽频带-多节多节/4阻抗变换器，渐变线阻抗变换器，渐变线第8页，共16页，编辑于2022年，星期四2023/4/92023/4/99 9Microwave Technology and Antenna Microwave Technology and Antenna copyrightDuguohongcopyrightDuguohon
9、g例例 1负载阻抗为负载阻抗为ZL25，在工作频率为在工作频率为3GHz时与时与50 同轴线线匹配。求出匹配时，同轴线线匹配。求出匹配时，同轴变换器的特性阻抗及长度。（同轴线内同轴变换器的特性阻抗及长度。（同轴线内部介质为聚四氟乙烯）部介质为聚四氟乙烯）解：采用解：采用/4阻抗变换器，其特性阻抗为阻抗变换器，其特性阻抗为 同轴线内的相波长为同轴线内的相波长为则同轴线的长度为则同轴线的长度为1.74cm第9页，共16页，编辑于2022年，星期四2023/4/92023/4/91010Microwave Technology and Antenna Microwave Technology and
10、 Antenna copyrightDuguohongcopyrightDuguohong传输线的阻抗匹配传输线的阻抗匹配支节匹配器支节匹配器原理原理uu利用在传输线上并接或串接终端短路或开路的支节利用在传输线上并接或串接终端短路或开路的支节利用在传输线上并接或串接终端短路或开路的支节利用在传输线上并接或串接终端短路或开路的支节线，产生新的反射波抵消原来的反射波线，产生新的反射波抵消原来的反射波线，产生新的反射波抵消原来的反射波线，产生新的反射波抵消原来的反射波,从而达到匹。从而达到匹。从而达到匹。从而达到匹。分类分类uu单支节单支节单支节单支节uu双支节双支节双支节双支节uu三支节三支节三支
11、节三支节第10页，共16页，编辑于2022年，星期四2023/4/92023/4/91111Microwave Technology and Antenna Microwave Technology and Antenna copyrightDuguohongcopyrightDuguohong单支节匹配器单支节匹配器 原理原理 在离负载导纳适当的距离在离负载导纳适当的距离在离负载导纳适当的距离在离负载导纳适当的距离d d处处处处,并接一个长度为并接一个长度为并接一个长度为并接一个长度为l l、终端短、终端短、终端短、终端短路路路路(或开路或开路或开路或开路)的短截线的短截线的短截线的短截线,
12、构成单支节匹配器构成单支节匹配器构成单支节匹配器构成单支节匹配器,从而使主传输达从而使主传输达从而使主传输达从而使主传输达到匹配到匹配到匹配到匹配调节调节l l调节调节dg=1g=1的圆上的圆上第11页，共16页，编辑于2022年，星期四2023/4/92023/4/91212Microwave Technology and Antenna Microwave Technology and Antenna copyrightDuguohongcopyrightDuguohong第12页，共16页，编辑于2022年，星期四2023/4/92023/4/91313Microwave Technol
13、ogy and Antenna Microwave Technology and Antenna copyrightDuguohongcopyrightDuguohong例例2 一一微微波波传传输输系系统统的的特特征征阻阻抗抗 Zc=50 ，工工作作波波长长(g)为为 10 厘厘米米，已已知知负负载载为为：ZL=20+j 40 。若若用用单单支支节节匹匹配配，试试求求单单支支节节的的长长度度l及接入的位置及接入的位置d。第13页，共16页，编辑于2022年，星期四2023/4/92023/4/91414Microwave Technology and Antenna Microwave Tec
14、hnology and Antenna copyrightDuguohongcopyrightDuguohong解：解：解：解：负载为复数负载为复数负载为复数负载为复数 Z ZL L=R R+jXjX=(20+=(20+j j40)40)利利利利用用用用单单单单支支支支节节节节匹匹匹匹配配配配器器器器。由由由由B B点点点点沿沿沿沿等等等等驻驻驻驻波波波波系系系系数数数数圆圆圆圆 瞬瞬瞬瞬时时时时针针针针方方方方向转到与的向转到与的向转到与的向转到与的 圆相交于圆相交于圆相交于圆相交于 E1E1点点点点 E2 E2 ，读得，读得，读得，读得 第14页，共16页，编辑于2022年，星期四2023
15、/4/92023/4/91515Microwave Technology and Antenna Microwave Technology and Antenna copyrightDuguohongcopyrightDuguohong支节线长度，为抵消支节线长度，为抵消 中的电中的电 ，短截，短截线的输入归一化电纳应为线的输入归一化电纳应为 。由导纳圆。由导纳圆图上的短路点图上的短路点D沿沿 圆顺时针转到圆顺时针转到 的的F1和和F2点，故支节线的长度为点，故支节线的长度为 第15页，共16页，编辑于2022年，星期四2023/4/92023/4/91616Microwave Technology and Antenna Microwave Technology and Antenna copyrightDuguohongcopyrightDuguohong复习复习长线与短线长线与短线无耗传输线方程及其解无耗传输线方程及其解传输线特性：传输线特性：几个重要的基本概念几个重要的基本概念无耗传输线的三种工作状态无耗传输线的三种工作状态Smith 阻抗圆图和导纳圆图阻抗圆图和导纳圆图阻抗匹配及其方法阻抗匹配及其方法第16页，共16页，编辑于2022年，星期四