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1、微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,1,第4章,工程状态分析(,Working Process Analysis(,在上面一讲中，我们引进了分析无耗传输线的两个重要工作参数反射系数和阻抗,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,2,和无耗传输线的两种重要工作状态,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,3,全驻波状态是用 坐标分析的，行波则用z坐标。对于一般情况，我们以后均采用 坐标只是需注意：这时 表示向z方向的入射波,等效长度概念特别重要，有了等效长度的概念，我们只要令,一切均与短路传输线上类似，也就是我们只需分析短路传输线,
2、4-1,4-2,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,4,只要注意场分布在任意情况下，与短路状态相比较，多了一相位因子,短路状态 ，开路状态,4-3,本讲分析工作状态时，将进一步推广等效长度的概念,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,5,所谓行驻波状态，即最一般的部分反射情况,一、行驻波状态场分布,4-4,4-5,和全驻波情况类似，分析行驻波情况沿线电压、电流分布,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,6,一、行驻波状态场分布,4-6,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,7,由形式似乎看出：前一部分是行
3、波，而后一部分是全驻波,一、行驻波状态场分布,图 4-1 行驻波传输线,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,8,研究任意 处的阻抗 ，根据定义,一、行驻波状态场分布,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,9,一、行驻波状态场分布,由上面推导，可引入第三个工作参数电压驻波比 ，用VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)表示,1,4-7,也就是说，对于无耗传输线， 不会小于1。(等于1对应行波情况)。再次写出电压 表示式,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,10,一、行驻波状态场分布,4-8,于是,这样
4、，电压驻波比的物理意义是电压振幅最大值与最小值之比。很明显，它应大于等于1。对于行波 ，对于全驻波 。电压驻波比 是系统参量，而不是线上各点的函数,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,11,一、行驻波状态场分布,大家知道，不同的系统有不同的特性阻抗 。为了统一和便于研究，常常提出归一化(Normalized)概念，即阻抗 称为归一化阻抗,这样，就把问题的共性(与Z0无关的部分)提取出来了。于是有,4-9,4-10,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,12,一、行驻波状态场分布,为了将Zl=RlZ0作为标准状态加以比较，式(4-10)又可写成,再注
5、意到反射系数,4-11,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,13,一、行驻波状态场分布,对应的反射系数相位,4-12,4-13,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,14,二、Zl=RlZ0标准状态,和全驻波传输线短路状态类似，我们把Zl=RlZ0作为行驻波传输线的标准状态。因为Xl=1，Zl-Rl0可知,4-14,4-15,4-16,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,15,二、Zl=RlZ0标准状态,图 4-2 状态,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,16,二、Zl=RlZ0标准状态,考虑 到，
6、可知这时的电压驻波比,4-17,标准状态下电压驻波比 等于归一化负载电阻的倒数。(这一点很好记忆：此时归一化负载电阻 1，而 必须大于1,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,17,三、 状态,行驻波的这一状态与全驻波开路状态类似， 0。于是， ，即,4-18,4-19,4-20,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,18,三、 状态,对比式(4-16)和(4-20)可知在形式上，有,图4-3 状态,4-21,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,19,三、 状态,在这种情况下， ，于是有,4-22,也就是说， ，电压驻波比 等
7、于归一化负载电阻 ，与全驻波状态完全类比。我们可以推广等效长度概念 ，令,4-23,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,20,三、 状态,那么波节点的坐标是 。 的物理意义是从负载出发到波节点的负距离，因此到波节点的距离可写为 ，有,一般取号,4-24,4-25,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,21,四、 任意状态,计及 ，可知,电压，电流沿线分布,4-27,4-26,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,22,四、 任意状态,而阻抗 分布为,上面写法是以小电阻 作为标准状态。只要 ，即完全归于标准状态,4-28,微波技
8、术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,23,四、 任意状态,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,24,四、 任意状态,图 4-4,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,25,五、行驻波阻抗图形,已得导出,很容易得到,4-31,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,26,五、行驻波阻抗图形,画出行驻波阻抗图形，可以发现其性质,4-32,性质行驻波阻抗依然有 波长周期性。 感性和容性(也可以说是串联谐振和并联谐振) 一次变换性质。 在电压波节点，阻抗为纯阻，但最小,在电压波腹点，阻抗也是纯阻，但最大,4-33,微波
9、技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,27,五、行驻波阻抗图形,图4-5 行驻波阻抗特性,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,28,五、行驻波阻抗图形,从图形中还可以看出，全驻波传输线阻抗只有电抗， 没有电阻，而电抗始终是正斜率(也称Foster定理)。 而行驻波传输线的阻抗既有电抗，又有电阻，且电抗 (在并联谐振处)出现负斜率,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,29,六、功率关系,重新记起一般行驻波情况下，沿线的电压、电流 分布,写出传输功率(注意是实功率，不包括虚功率)的一般表 示式,4-34,微波技术基础第一部分 传输线
10、理论Ch04工作状态分析(II,30,六、功率关系,注意到上述推导中应用了无耗传输线,的条件，且,表示入射功率,表示反射功率,4-35,4-36,4-37,4-38,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,31,六、功率关系,于是,式(4-39)表明：传输功率等于入射波功率减去反射波 功率，其中,表示入射波和反射波没有相互作用，或者换句话说，对 于无耗传输线，反射波与射波是独立的,4-39,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,32,六、功率关系,对于行波传输线,对于全驻波传输线,即全驻波传输线没有传输功率，或者说，入射波功率等 于反射波功率,4-40,4-41,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,33,六、功率关系,特殊地，在电压波腹或波节点，由于阻抗是纯阻， 因此电压、电流必然同相,可见，传输线 愈大传输功率愈小,4-42,4-43,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,34,PROBLEMS 4,一、求如图系统的输入反射系数 和沿线电压 分布,微波技术基础第一部分 传输线理论Ch04工作状态分析(II,35,二、要使如图系统输入反射系数 ，试求传输线长度l 和短路支节长度ls,PROBLEMS 4
