微波复习(总结版)讲解学习
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1、 传输线阻抗公式2、半波长阻抗重复性3、1/4波长阻抗倒置性4、 反射系数1)定义:反射波与入射波之比2)无耗传输线上反射系数的模不变5、 驻波比1)定义:电压或电流波的最大值与电压或电流波的最小值之比特性阻抗和传播常数是反映传输线特性的特征量 6、 行波状态(匹配状态)当Z L =Z C 时, ,亦即匹配时:无反射波,即行波状态电压与电流同相tan ()tan L c in c c L Z jZ l Z l Z Z jZ lββ+=+(()2in in Z l n Z l λ+=2[(21)4()c inin Z Z l n Z l λ++=2-Γ=Γj lL eβΓ=ΓL in C in C Z Z Z Z -Γ=+L C L L CZ Z Z Z -Γ=+(1)()(1)in CZ z Z +Γ=-Γmax min 11U U ρ+Γ==-Γ0L Γ=00j z j z ccU U U e U U I e Z Z ββ++-+-====在时域电压电流振幅沿线不变相位随线长增加而连续滞后阻抗沿线不变,等于特性阻抗负载吸收了全部功率行波状态即传输线匹配状态,这时传输效率最高、功率容量最大、无反射,是传输系统追求的理想状态。
7、 驻波状态(全反射) 1)、短路线负载端短路 -全反射。
短路时,反射系数为-1 Z=0处(负载端), UL=0离负载L 处(Z=-l ),有()()()()00,cos 1,,cu t z U t z i t z u t z Z ωβϕ+=-+=001CU U I U Z ++==0z θϕβ=-1,0==Γρin L cZ Z Z ==in L P P P +==0,1L L Z =Γ=-0000()2sin 2()cos j z j z j z j zc c U U e e jU z U U I e e z Z Z ββββββ+-+++-=-=-=+=22(2)tan 0()in c in j l j l j l L U Z jZ lI P l e e e ββπββ--±-===Γ=Γ=-=短路线的几个特点:电压、电流的驻波分布:随时间变化时具有固定的波腹、波节点。
微波期末复习及总结1.什么是SDH?SDH全称叫做同步数字传输体制,是⼀种将复接、线路传输及交换功能融为⼀体、并由统⼀⽹管系统操作的综合信息传送⽹络,是美国贝尔通信技术研究所提出来的同步光⽹络3.SDH的优缺点是什么?SDH的优点:(1)使1.5Mbit/s和2Mbit/s两⼤数字体系在STM-1等级上获得统⼀。
数字信号在跨越国界通信时,不再需要转换成为另⼀种标准,第⼀次真正实现了数字传输体制上的世界性标准。
(2)由于有了统⼀的标准光接⼝,允许不同⼚家的设备在光路上互通,满⾜多⼚家环境的要求,从⽽使连⽹的成本⼤约降低了10%—20%。
(3)SDH采⽤了同步复⽤⽅式和灵活的复⽤映射结构,各种不同等级的码流在帧结构净负荷内的排列是有规律的,⽽净负荷与⽹络是同步的,因⽽只需要利⽤软件即可使⾼速信号⼀次直接分/插出低速⽀路信号即所谓的⼀步复⽤特征。
(4) SDH帧结构中安排了丰富的开销⽐特,因⽽使得⽹络的运⾏、⽹络管理和维护能⼒都⼤⼤加强了。
(5)SDH具有完全的后向兼容性和前向兼容性。
SDH的缺点:(1)频带利⽤率低(2)指针调整机理复杂(3)软件的⼤量使⽤对系统安全性的影响6.STM-N帧中单独⼀个字节的⽐特传输速率是多少?STM-N的帧频为8000帧/秒,这就是说信号帧中某⼀特定字节每秒被传送8000次,那么该字节的⽐特速率是8000×8bit=64kbit/s。
这个数字是不是也很眼熟,64kbit/s是⼀路数字电话的传输速率。
7.复⽤的三个步骤是什么?各种业务信号复⽤进STM-N帧的过程都要经历映射(相当于信号打包)、定位(相当于指针调整)和复⽤(相当于字节间插复⽤)三个步骤。
5.STM-N的信号是9⾏×270×N列的帧结构。
7.64kbit/s是⼀路数字电话的传输速率。
10.段开销分为再⽣段开销(RSOH)和复⽤段开销(MSOH),分别对相应的段层进⾏监控。
14.将低速信号复⽤成⾼速信号的⽅法有两种:(⼜叫做码速调整法)20.为了适应各种不同的⽹络应⽤情况,有异步、⽐特同步、字节同步三种映射⽅法与浮动VC和锁定TU两种模式。
第一章 学习知识要点1.微波的定义— 把波长从1米到0.1毫米范围内的电磁波称为微波。
微波波段对应的频率范围为: 300M Hz ~3000GHz 。
在整个电磁波谱中,微波处于普通无线电波与红外线之间,是频率最高的无线电波,它的频带宽度比所有普通无线电波波段总和宽1000倍。
一般情况下,微波又可划分为分米波、厘米波和毫米波和亚毫米四个波段。
2.微波具有如下主要特点:1) 似光性;2) 穿透性;3) 宽频带特性与与信息性;4) 热效应特性;5)散射特性;6)非电离特性;7)抗低频干扰特性;8)视距传输特性;9)分布参数的不确定性;10)电磁兼容和电磁环境污染。
3.微波技术的主要应用:1) 在雷达上的应用;2) 在通讯方面的应用;3) 在科学研究方面的应用;4) 在生物医学方面的应用;5) 微波能的应用。
4.长线与短线长线:指几何长度L 与工作波长λ可相比拟的传输线,采用分布参数电路描述。
电长度满足L/λ≥0.05的传输线 称为长线。
短线:指几何长度L 与工作波长λ相比可以忽略的传输线,采用集总参数电路描述。
电长度满足L/λ<0.05的传输线 称为短线。
5.传输线分类:双导体传输线;封闭金属波导;介质传输线。
6.微波技术是研究微波信号的产生、传输、变换、发射、接收和测量的一门学科,它的基本理论是经典的电磁场理论,研究电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法。
一种是“场”的分析方法,即从麦克斯韦方程出发,在特定边界条件下解电磁波动方程,求得场量的时空变化规律,分析电磁波沿线的各种传输特性;另一种是“路”的分析方法,即将传输线作为分布参数电路处理,用克希霍夫定律建立传输线方程,求得线上电压和电流的时空变化规律,分析电压和电流的各种传输特性。
第二章 学习知识要点1. 传输线可用来传输电磁信号能量和构成各种微波元器件。
微波传输线是一种分布参数电路,线上的电压和电流是时间和空间位置的二元函数,它们沿线的变化规律可由传输线方程来描述。
微波必考知识点复习1、微波是一般指频率从300M至3000GHz范围内的电磁波,其相应的波长从1m 至0.1mm。
从电子学和物理学的观点看,微波有似光性、似声性、穿透性、非电离性、信息性等重要特点。
2、导行波的模式,简称导模,是指能够沿导行系统独立存在的场型,其特点是:(1)在导行系统横截面上的电磁波呈驻波分布,且是完全确定的。
这一分布与频率无关,并与横截面在导行系统上的位置无关;(2)导模是离散的,具有离散谱;当工作频率一定时,每个导模具有唯一的传播常数;(3)导模之间相互正交,彼此独立,互不耦合;(4)具有截止特性,截止条件和截止波长因导行系统和因模式而异。
3、广义地讲,凡是能够导引电磁波沿一定的方向传播的导体、介质或由它们组成的导波系统,都可以称为传输线。
若按传输线所导引的电磁波波形(或称模、场结构、场分布),可分为三种类型:(1)TEM波传输线,如平行双导线、同轴线、带状线和微带线,他们都是双导线传输系统;(2)TE波和TM波传输线,如矩形、圆形、脊形和椭圆形波导等,他们是由金属管构成的,属于单导体传输系统;(3)表面波传输系统,如介质波导(光波导)、介质镜象线等,电磁波聚集在传输线内部及其表面附近沿轴线方向传播,一般是TE或TM波的叠加。
对传输线的基本要求是:工作频带宽、功率容量大、工作稳定性好、损耗小、易耦合、尺寸小和成本低。
一般地,在米波或分米波段,可采用双导线或同轴线;在厘米波段可采用空心金属波导管及带状线和微带线等;在毫米波段采用空心金属波导管、介质波导、介质镜像线和微带线;在光频波段采用光波导(光纤)。
以上划分主要是从减少损耗和结构工艺等方面考虑。
传输线理论主要包括两方面的内容:一是研究所传输波形的电磁波在传输线横截面内电场和磁场的分布规律(也称场结构、模、波型),称横向问题;二是研究电磁波沿传输线轴向的传播特性和场的分布规律,称为纵向问题。
横向问题要通过求解电磁场的边值问题来解决;各类传输线的纵向问题却有很多共同之处。
微波技术复习题如图1所示网络,。
022Z R =当终端接匹配负载时,要求输入端匹配。
试求:(1)电阻R1的取值;(2)网络的工作特性参量:电压传输系数T ;插入衰减L(dB)以及插入相移θ。
图1 某微波网络1 二口网络的级联如图所示。
写出参考面T 1、T 2之间的组合网络的A 参量。
(参考面T 1处即组合网络的端口1,参考面T 2处即组合网络的端口2)解 []⎥⎦⎤⎢⎣⎡=1j 011B A []⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=θθθθcos sin 1j sin j cos 002Z Z A Z[]⎥⎦⎤⎢⎣⎡=1j 013B A[][][][]321A A A A =⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+-+=1j 01cos sin sin 1j j sin j cos 000B BZ Z B Z θθθθθZ 0βlT 1j Bj BZ 0Z 0T 2ZZ 0⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+-=θθθθθθθθsin cos cos sin sin 11j sin j sin cos 00000BZ BZ B Z B Z BZ (l βθ=)24 如下图所示网络,试计算下列工作特性参量(1)输入驻波比ρ(2)电压传输系数Τ(3)插入衰减L(dB)(4)插入相移θ1 尺寸为2mm 04.3414.72⨯的JB-32矩形波导,问: (1)当cm 6=λ时波导中能传输哪些波型? (2)写出该波导的单模工作条件。
1 解 (1)矩形波导的导行条件是222⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛<b n a m λ依题意,cm 6=λ,cm 214.7=a ,cm 404.3=b当0,1==n m 时得a 26<; 当1,1==n m 时得1570.62622=+<ba ab当2,1==n m 时得3130.342622>+>ba ab ; 当0,2==n m 时得a <6;当1,2==n m 时得 4.951342622=+>ba ab因此,可传输的波型是:TE 10,TE 11,TM 11,TE 20(2)单模传输条件是a a 2<<λ,即14.428cm cm 214.7<<λ2尺寸为2mm 04.3414.72⨯的JB-32矩形波导,问:(1)当cm 6=λ时,能传输哪些波型?(2)测得10TE 波两相邻波节的距离为cm 4.10,?=p λ,?=λ解 (1)计算部分波型的截止波长,得10TE 波的=c λ14.428cm ;20TE 波的=c λ7.214cm ;01TE 波的=c λ 6.808 cm ;11TE 、11TM 波的=c λ 6.157 cm ;21TE 、21TM 波的=c λ 4.951 cm 。
微波理论知识点总结微波是指波长在1毫米至1米之间的电磁波,它具有许多独特的特性和应用。
微波理论是研究微波的产生、传播、接收和应用的相关理论。
在通信、雷达、无线电频谱、天文学和材料加工等方面都有着广泛的应用。
1. 微波的概念和特性微波是电磁波的一种,波长范围在1毫米至1米之间。
与可见光波长相近,但由于其波长较短,因此具有许多独特的特性。
例如,微波能够穿透云层、雾气和一些障碍物,因此在雷达和通信中有着重要的应用。
此外,微波不会像可见光那样受到大气的散射和吸收,因此可以在大气层中进行远距离的传播。
2. 微波的产生和接收微波可以通过多种方式产生,常见的方法包括使用微波发射器、微波天线和微波放大器等。
微波接收则通过微波接收天线和微波接收器进行。
微波天线的设计对于接收微波信号具有重要影响,通常设计成具有较高的方向性和增益。
3. 微波传播微波在空间中的传播受到地形、大气条件和电磁波干扰等因素的影响。
通常情况下,微波的传播距离受到频率和天线高度的影响,高频率的微波传播距离较短,而低频率的微波传播距离较远。
此外,微波还受到地形和大气层的影响,例如山脉、建筑物和大气湍流都会对微波的传播产生影响。
4. 微波器件和电路微波器件和电路是指在微波频段内工作的元器件和电路。
常见的微波器件包括微波天线、微波滤波器、微波耦合器、微波终端等。
微波电路主要由微波传输线、微波振荡器、微波放大器和微波混频器等组成,用于实现微波信号的处理、分析和放大。
5. 微波通信和雷达系统微波通信和雷达系统是微波技术的两个重要应用领域。
微波通信系统通过微波传输线、微波天线和微波接收器等设备实现无线通信。
雷达系统则利用微波的穿透能力和高精度进行目标探测、跟踪和识别,广泛应用于军事、航空、气象和海洋领域。
6. 微波在材料加工中的应用微波在材料加工中有着广泛的应用,例如微波加热、微波干燥和微波辐照等。
微波加热是利用微波能量对材料进行加热,通常应用于食品加工、化工和材料处理中。
微波技术与天线复习知识要点资料讲解本页仅作为文档封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March《微波技术与天线》复习知识要点绪论微波的定义:微波是电磁波谱介于超短波与红外线之间的波段,它属于无线电波中波长最短的波段。
微波的频率范围:300MHz~3000GHz ,其对应波长范围是1m~微波的特点(要结合实际应用):似光性,频率高(频带宽),穿透性(卫星通信),量子特性(微波波谱的分析)第一章均匀传输线理论均匀无耗传输线的输入阻抗(2个特性)定义:传输线上任意一点z处的输入电压和输入电流之比称为传输线的输入阻抗注:均匀无耗传输线上任意一点的输入阻抗与观察点的位置、传输线的特性阻抗、终端负载阻抗、工作频率有关。
两个特性:1、λ/2重复性:无耗传输线上任意相距λ/2处的阻抗相同Z in(z)= Z in(z+λ/2)2、λ/4变换性: Z in(z)- Z in(z+λ/4)=Z02证明题:(作业题)均匀无耗传输线的三种传输状态(要会判断)参数行波驻波行驻波|Γ|010<|Γ|<1ρ1∞1<ρ<∞Z1匹配短路、开路、纯电抗任意负载能量电磁能量全部被负载吸收电磁能量在原地震荡1.行波状态:无反射的传输状态匹配负载:负载阻抗等于传输线的特性阻抗沿线电压和电流振幅不变电压和电流在任意点上同相2.纯驻波状态:全反射状态负载阻抗分为短路、开路、纯电抗状态3.行驻波状态:传输线上任意点输入阻抗为复数传输线的三类匹配状态(知道概念)负载阻抗匹配:是负载阻抗等于传输线的特性阻抗的情形,此时只有从信源到负载的入射波,而无反射波。
源阻抗匹配:电源的内阻等于传输线的特性阻抗时,电源和传输线是匹配的,这种电源称之为匹配电源。
此时,信号源端无反射。
共轭阻抗匹配:对于不匹配电源,当负载阻抗折合到电源参考面上的输入阻抗为电源内阻抗的共轭值时,即当Z in=Z g﹡时,负载能得到最大功率值。
微波技术与天线复习要点微波技术与天线是电子工程中非常重要的两个领域。
微波技术涉及了微波器件、微波电路和微波系统等方面的知识,而天线则涉及到电磁波传输和接收的技术。
下面将从微波技术和天线的基本原理、设计和应用等方面进行复习要点的总结。
一、微波技术的复习要点:1.微波的概念:微波是指频率在0.3GHz到300GHz之间的电磁波。
其特点是波长短、能量集中、穿透能力强。
2.微波器件:包括微波管、微波集成电路和微波半导体器件等。
微波管是一种用于产生、放大、调制和检波微波信号的器件。
微波集成电路是将微波器件集成在一块微波板上,实现微波信号的处理功能。
3.微波电路:包括微波传输线、微波滤波器和微波功率分配器等。
微波传输线用于在电路中传输微波信号,常用的微波传输线有阻抗线、共面波导和同轴线等。
微波滤波器用于选择性地通过或阻断特定频率范围内的微波信号。
微波功率分配器用于将微波信号分配到不同的传输线或输出端口。
4.微波系统:包括微波通信系统、微波雷达系统和微波遥感系统等。
微波通信系统是利用微波信号进行通信的系统,其特点是高速率、抗干扰性强。
微波雷达系统是利用微波信号检测目标的系统,其特点是高分辨率、远距离探测。
微波遥感系统是利用微波信号获取地球表面信息的系统,其特点是穿透云雾、对地物覆盖情况敏感。
二、天线的复习要点:1.天线的基本原理:天线是用于辐射电磁波或接收电磁波的装置。
其基本原理是由电流产生的电场和磁场辐射出去形成电磁波。
根据发射和接收的方式不同,天线分为发射天线和接收天线。
2.天线的参数:包括增益、方向性、波束宽度和极化等。
增益是指天线辐射能量的能力,方向性是指天线在不同方向上的辐射强度不同,波束宽度是指天线辐射的主瓣宽度,极化是指电场矢量的方向。
3.天线的设计:包括天线的结构设计和参数设计。
结构设计涉及到天线的形状和尺寸,参数设计涉及到天线的频率和阻抗匹配。
4.天线的应用:包括通信系统、雷达系统和无线电广播等。
2021年秋季学期微波课程即将结束,回顾这个学期的学习生活,我深感此次课程对我个人学术能力的提升和对微波工程的了解有着很大的帮助。
以下是我对这门课程的总结和个人反思。
一、课程回顾微波课程主要涉及了微波电磁波的基本性质、传输线路和微波谐振腔、微波传输线传输特性分析、微波功率放大器等内容。
课程以理论知识为基础,通过实验操作和设计项目来深入了解微波领域的应用。
在微波电磁波基本性质的学习中,我了解了微波频段的特点和应用,熟悉了微波波导结构,以及在微波传输线路和谐振腔中的运用。
在传输线路和谐振腔的学习中,我学习了微波传输线路的传输特性和参数,以及微波谐振腔的设计和分析方法。
在微波功率放大器的学习中,我明白了微波功率放大器的工作原理和分类,了解了微波功率放大器的性能指标和设计方法。
在实验操作和设计项目中,我通过实践掌握了微波实验仪器的使用方法,学会了测量微波器件的参数,并运用所学的理论知识进行设计和分析。
通过实验和项目的操作,我对微波领域的实际应用有了更深入的了解。
二、学习收获在这门课程的学习中,我获得了很多知识和技能,对微波工程有了更深入的了解。
具体来说,我通过这门课程的学习,获得了以下几方面的收获:首先,我对微波领域的基本概念和知识有了更深入的了解。
微波电磁波的特点和应用,在传输线路和谐振腔的设计和分析中的应用,以及微波功率放大器的工作原理和性能指标等内容都得到了系统性的学习和掌握。
这种深入了解为我今后在微波领域的研究和实践提供了坚实的基础。
其次,我提高了自己的实验操作和项目设计能力。
通过实验和项目的实践操作,我熟悉了微波实验仪器的使用方法,学会了测量微波器件的参数,以及运用理论知识进行设计和分析。
这种实践中的技能提升为我今后从事微波实验和项目提供了很好的支持。
再次,我掌握了一定的科研能力。
在完成课程作业和项目设计的过程中,我学会了查阅相关文献,分析归纳文献中的信息并应用到项目中,培养了解决问题和分析能力。
微波复习(总结版)1、 传输线阻抗公式2、半波长阻抗重复性3、1/4波长阻抗倒置性4、 反射系数1)定义:反射波与入射波之比2)无耗传输线上反射系数的模不变5、 驻波比1)定义:电压或电流波的最大值与电压或电流波的最小值之比tan ()tan L c in c c L Z jZ l Z l Z Z jZ lββ+=+(()2in in Z l n Z l λ+=2[(21)4()c in in Z Z l n Z l λ++=2-Γ=Γj lL e βΓ=ΓLin C in C Z Z Z Z -Γ=+L C L L C Z Z Z Z -Γ=+(1)()(1)in C Z z Z +Γ=-Γmax min 11U U ρ+Γ==-Γ特性阻抗和传播常数是反映传输线特性的特征量6、 行波状态(匹配状态)当Z L =Z C 时, ,亦即匹配时:无反射波,即行波状态电压与电流同相 在时域电压电流振幅沿线不变相位随线长增加而连续滞后阻抗沿线不变,等于特性阻抗负载吸收了全部功率行波状态即传输线匹配状态,这时传输效率最高、功率容量最大、无反射,是传输系统追求的理想状态。
0L Γ=00j z j z c cU U U e U U I e Z Z ββ++-+-====()()()()00,cos 1,,c u t z U t z i t z u t z Z ωβϕ+=-+=001CU U I U Z ++==0zθϕβ=-1,0==Γρin L cZ Z Z ==in L P P P +==7、 驻波状态(全反射)1)、短路线 负载端短路 -全反射。
短路时,反射系数为-1Z=0处(负载端), UL=0离负载L 处(Z=-l ),有0,1L L Z =Γ=-0000()2sin 2()cos j z j z j z j z c cU U e e jU z U U I e e z Z Z ββββββ+-+++-=-=-=+=22(2)tan 0()11in c in j l j l j l L LL U Z jZ l I P l e e e ββπββρ--±-===Γ=Γ=-=+Γ==∞-Γ短路线的几个特点:➢电压、电流的驻波分布:随时间变化时具有固定的波腹、波节点。
这是因为反射波与入射波振幅相等,在波节点参考相位相反,相互抵消,在波腹上相位相同,相互叠加。
➢电压与电流相位差π/2,故电压波腹点对应电流波节点,反之亦然,故无能量传输。
➢波腹、波节点交替出现,间隔λ/4。
❖短路线的输入阻抗为纯电抗这种特性使其常用于射频电路的电抗元件。
特定长度的短路线会呈现谐振特性这种特性使得1/4波长或半波长短路线在射频电路中可以用作谐振器。
2)、开路线负载端开路,——全反射,1L LZ=∞Γ=22cos2sin()cin cj linU U lUI j lZZ jZ ctg ll ePββββρ++-===-Γ==∞=根据阻抗的λ/4倒置性,开路可看作一段λ/4长短路线,所以将短路线的驻波曲线沿传输线移动λ/4的距离便可得到3)、行驻波状态(部分反射)定义:可见这时线上既有行波分量也有驻波分量,故称为行驻波状态电压振幅为最大值(波腹)电压振幅为最小值(波节)1)纯阻性负载 当 时是<0的实数负载端为电压波节点。
(极限情况为短路)当 (纯电阻负载)时42L l n φλλπ=+(21)44L l n φλλπ=++cL L Z R Z <=L j L C L L L C R Z e R Z φ-Γ=Γ=+c L L Z R Z >=,LL L φπ=Γ=-ΓL j L C L L R Z e R Z φ-Γ=Γ=+0,LL L φ=Γ=Γρ→∞是>0的实数负载端为电压波腹点。
(极限情况为开路)❖当负载为感性阻抗时,离开负载第一个出现的是电压波腹点、电流波节点(U曲线斜率为负)。
❖当负载为容性阻抗时,离开负载第一个出现的是电压波节点、电流波腹点(U曲线斜率为正)。
在行驻波电压波腹点(也是电流波节点)有在波腹点,阻抗为实数,且与特性阻抗成正比,比例系数为驻波比同理,在电压波节点(电流波腹点)有在波节点,阻抗为实数,且与特性阻抗成正比,比例系数为驻波比的倒数。
例3 一无耗传输线特性阻抗ZC=300Ω ,终端接一未知负载ZL ,电压驻波比ρ=2 ,离负载0.3λ处为第一个电压最小点,求(1)负载端的反射系数; ;(2)负载ZL ;解:(1)驻波比ρ=2,可得反射系数的绝对值为 :在波节点处的反射系数为:所以,负载端的反射系数为:(2)因为L CL L C Z Z Z Z -Γ=+所以负载为例4 一无损耗均匀传输线,特性阻抗为50 Ω,终端接负载阻抗Z L =(40+j 30) Ω ,求11L in c c LU Z Z Z I ρ+Γ===-Γ/in c Z Z ρ=1113ρρ-Γ==+213j l L e β-Γ=-Γ=Γ=-22(0.3)130.270.2j l L j e e j ββλΓ=Γ=-=+1464.57209.451L L c LZ Z j +Γ==+-Γ(1)求终端反射系数及驻波比(2)离负载最近的最小电压发生处 。
解:(1)终端反射系数:驻波比ρ为:(2)最小电压发生处的反射系数为所以 当n=-1时, 有最小值 min 113828l λλ=(-+)=即距离负载 处为离负载最近的最小电压发生处或者8、 Smith 阻抗圆图(1)Smith 阻抗圆图的特点➢ 上半圆内的阻抗为感抗:下半圆内的阻抗为容抗:➢ 实轴上的阻抗为纯电阻; 1030131903093313L C L L C L Z Z j j j Z Z j j --+-+Γ====+++Γ=121L Lρ+Γ==-Γ2(2)21133j lL j l e e βπβ--Γ=Γ==-2(21)2(21)22211()82l n n l n πβπππλπλ-=+-+==--min 3(21)448L l n φλλλπ=++=0>L X 0<L X min c Z R Z ρ==左边实轴上的点代表电压最小点: 右边实轴上的点代表电压最大点:➢ 实轴左边端点为阻抗短路点: 实轴右边端点为阻抗开路点: 圆图中心点为阻抗匹配点 :➢ 整个圆电长度以 为周期,所谓 阻抗重复性Smith 阻抗圆图特点总结为“三点、三线、二面、二向、一转”口诀。
➢ “三点”指:中心点为匹配点,右边端点为开路点,左边端点为短路点。
➢“三线”指:实轴为纯电阻,左半实轴为电压波节点,右半实轴为电压波腹点。
➢ “二面”指:上半平面阻抗为感性,下半平面阻抗为容性。
➢“二向“指:当观察点向电源方向移动时,要顺时针方向旋转;观察点向负载方向移动时,要逆时针方向旋转。
“一转“指:把整个Smith 阻抗圆图旋转1800,就能得到Smith 导纳圆图,此时图上的特征点不变,平面坐标轴(2). 用Smith 阻抗圆图从阻抗求导纳或由导纳求阻抗因为由此可见,如果在Smith 圆图上已知某个归一化阻抗点,则沿着反射系数圆旋转 后的对应点就得到与之对应的归一化导纳值,所谓 阻抗倒置性。
max c Z R Z ρ==0=Z ∞→Z cZ Z =λ5.02/λΓ-Γ+=11Z ππj j e e Y Γ-Γ+=Γ+Γ-=11114/λ0180开路点和短路点互换。
上半圆为容抗。
下半圆为感抗。
电压最大点与最小点互换。
平面坐标轴反向。
例6 由负载求输入阻抗 Zin 和驻波比ρ。
已知传输线的特性阻抗 ZC=50Ω ,负载阻抗ZL=50+j50Ω。
求离负载 l=0.25λ处的输入阻抗和驻波比。
解:第一步:求归一化阻抗在圆图上找到点 a(入图点),其对应的电长度为11L L CZ Z Z r jx j==+=+0.162l=r1-1ijΓar =1●0.162x =1第二步:a 点沿等Γ圆顺时针方向转 0.25λ至 b 点,其对应的电长度为第四步:过b 点的等Γ圆与实轴相交点的标度为2.6和0.39,故0.1620.250.412l =+=rλrλ2.6,10.39ρρ==例7 由负载阻抗求导纳,并求电压驻波最大点和最小点的位置及反射系数。
已知传输线的特性阻抗 ZC=50Ω ,负载阻抗ZL=50+j50Ω。
解:第一步:求归一化阻抗在圆图上找到点 a (入图点),其对应的电长度为第二步:求导纳沿着反射系数圆旋转 后得到b 点。
11L L C Z Z Z r jx j ==+=+0.162l =r1-1ij Γar =1●0.162x =1180第三步:过a 点作等Γ圆并与实轴交于M 、N 点离rλ0.50.5/0.01(1)L L L C Y j Y Y Z j =-==-l第五步:由a 点顺时针方向转至N 点的距离即为电压波节点离负载的距离 ,故第六步:量取Oa 线段的长度为0.45,即 ,而Oa 线段与实轴的夹角为64o ,故例8 求负载阻抗时测得线上的驻波比为ρ=2,当线的末端短路时,电压最小点往负载移动0.15λ。
解:分析max 0.250.1620.088l =-=min 0.338l λ=min 0.5l =-0.45Γ=640.45j j e e ϕΓ=Γ=o①当终端短路时,电压最小点出现在线的终端,并每隔λ/2出现,在阻抗圆图中对应于左半实轴。
②当终端接入负载时,电压最小点距离负载0.15λ。
第一步:画 ρ=2的等驻波圆。
第二步:将Umin 线段(OB 段)反时针方向移动至Oa 段。
第三步:oa 线段与ρ=2的等驻波圆相较于b 点,读取b 的坐标 ,故负载为120.333ρ=⇒Γ==o2ρ=Bmin 0.15l =10.65L Z j =-()10.65505032.5L L C Z Z Z j j ==-⨯=-Ω9、TE 、TM 、TEM 概念 (1)横电磁波(TEM 波)TEM 波的特征: 即无纵向场分量TEM 波只能存在于多导体系统,不能存在于单导体系统中。
(2)TE 波(横电波)TE 波的特征: (3)TM 波(横磁波)TM 波特性:10、什么是主模,波导的传输条件一组m,n 值代表一种能够独立存在的场分布,称为波型或模式(mode ),记作TMmn 。
由于m=0或n=0时所有场分量均为零,因此矩形波导不存在TM00模、 TM10、 TM01等模式。
截止波长分布图在工作波长给定时,只有 的模式可以传播。
不能传播的模式称为截止模或凋落模。
同时传播多个模式的波导称为过模波导。
z z E H ==00z z E H =≠,0,0z z E H ≠=c λλ>c λcf最大、最小的模式称为主模,其他模称为高次模。