1 4均匀无耗传输线的工作状态分析 1 4 1行波状态 无反射情况 无限长传输线或者 入射波功率全部被负载吸收 负载与传输线匹配 传输线上只有入射波没有反射波 传输线工作在行波状态 1 4 1 有错 电压和电流的相位相同 由于无耗线Z0是实数 1 线上的电压 电流 的振幅沿线恒定不变 2 电压行波和电流行波同相 3 线上的输入阻抗处处相等 且等于特性阻抗 4 信号源输入的功率全部被负载吸收 行波能最有效的传输功率 1 4 2 有错 图1 4 1传输线的行波状态 1 4 2驻波状态 全反射情况 传输线终端的入射波将被全反射 沿线入射波与反射波叠加形成驻波分布 入射功率一点也没有被负载吸收 负载与传输线完全失配 1短路状态 1 4 5 有错 1 电压 电流振幅沿线周期变化 周期为 g 2 短路时的驻波状态分布规律 电压振幅按正弦函数的模值分布 电流振幅按余弦函数的模值分布 电压 电流 节点和腹点以 g 4间距交替出现 电压波节点 电流波腹点 电压波腹点 电流波节点 2 传输线阻抗沿线周期变化 周期为 g 2 等效为LC串联谐振电路 等效为LC并联谐振电路 感性阻抗 等效为一电感 容性阻抗 等效为一电容 3 驻波状态下 传输线不能传输功率 表1 3 1传输线的工作状态与工作参数之间的关系 例1 6 1 P42一均匀无耗传输线的特性阻抗为500 负载阻抗Zl 200 j250 通过 g 4阻抗变换器及并联短路支节线实现匹配 已知工作频率f 300MHz 求 g 4阻抗变换器的特性阻抗Z01 及并联短路支节线的最短长度lmin 2开路状态 Zl 1 4 9 10 有错 开路线上的电压波和电流波为驻波 开路线可以看出是短路线移动 g 4而成 开路时的驻波状态分布规律 开路线 短路线 图1 4 3传输线的开路状态 1 电压 电流振幅沿线周期变化 周期为 g 2 电压振幅按余弦函数的模值分布 电流振幅按正弦函数的模值分布 电压 电流 节点和腹点以 g 4间距交替出现 电压波腹点 电流波节点 电压波节点 电流波腹点 2 传输线阻抗沿线周期变化 周期为 g 2 等效为LC并联谐振电路 等效为LC串联谐振电路 容性阻抗 等效为一电感 感性阻抗 等效为一电容 3纯电抗负载 Zl jXl 1 终端接纯感抗负载 Xl 0 终端接纯感抗负载时 距离负载最近的是电压波腹点 电流波节点 2 终端接纯容抗负载 Xl 0 终端接容感抗负载时 距离负载最近的是电压波节点 电流波腹点 均匀无耗线终端接纯电抗负载时 因负载不消耗能量 终端仍将产生全反射 入射波与反射波叠加的结果 使终端既不是波腹点也不是波节点 但沿线仍呈驻波分布 均匀无耗线终端接纯电抗负载时 电压波和电流波沿线仍呈驻波分布 1 4 3行驻波状态 已知输入阻抗求反射系数 两点之间的距离可由反射系数的幅角变化确定 同一个传输线上各点在等圆上 两点之间的距离可由确定 向源的方向 反射系数的幅角减小 反射系数的周期是二分之波长 行驻波 正向行波 驻波 驻波 包括短路 开路 纯电抗负载 行波 驻波 行驻波状态 1 4 17 图1 4 5行驻波状态的电压 电流振幅分布 3 任意z 处的阻抗为 1 4 23 图1 4 6传输线行驻波状态的阻抗图形 表1 3 1传输线的工作状态与工作参数之间的关系 同一个传输线上各点在等 圆上 两点之间的距离可由 确定 向源的方向 反射系数的幅角减小 例1 5 3 已知 求距负载l 0 24 g处的输入阻抗 例1 5 4 在Z0为50 的均匀无耗传输线上 5 电压波节点距负载 g 3 求负载阻抗 电压波节点 解