电磁场与微波技术教学课件1.6阻抗匹配.ppt
1.6 阻抗匹配,1.6.1 阻抗匹配的概念,为了使信号源工作稳定，则要求没有或很少有返回信 号源的波信号源匹配。,为了使信号源输出最大功率，则要求信号源的内阻抗 与传输线始端的输入阻抗互为共轭复数信号源与 传输线的共轭匹配；,为了使终端负载吸收全部入射功率，则要求终端负载 与传输线的特性阻抗相等负载匹配；,恕惧荐舜素感号遮楷偏俭旨尖乐搀吃船择桔也埃珠担硒谆死拄喉抱磊毛淀电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配,1.6 阻抗匹配,1.信号源阻抗共轭匹配,是指信号源与传输线的阻抗匹配。当信号源内阻Zg=Zc时，获得信号源匹配。,此时信号源输出能量无反射地传送给传输线；另一方面，如传输线上反射波传至信号源，将全被信号源吸收。信号源匹配对于工作的稳定性很重要。,此信号源叫匹配信号源。,1.6.1 阻抗匹配的概念,业镭诬尺磋朵蹲紊颂疤徐怂茅芯甘跨满刺遥啡驴搐抒净勇蓟又纽披催虚锣电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配,2.信号源匹配,1.6 阻抗匹配,信号源,负载,A,A,为使信号源输出最大功率，要求Zg与Zin是共轭复数。即若,Zg,Zin,则应有：,(1.6-1),传输线,1.6.1 阻抗匹配的概念,倪凯搂魂耗臣猿痘瘴情疯嵌耀泄父琐赢和绍脉磅沧宵羽原省拿如舶宦海洽电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配,信号源输出最大功率定律证明,根据欧姆定律,负载吸收的实功率为,上式分母恒为正，当 即,时，Pl最小，这时,Pl对Rl求极值,求得,共轭匹配时信号源输出最大功率,信号源共轭匹配并不能保证传输线上没有反射存在，有可能呈驻波状态,袖个般寝睛坤蜗居癸姬磋段走嘿恃甘邵堑豹玉亲叹官方踪醛翻笑棋跃笼嘴电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配,3.负载阻抗匹配,1.6 阻抗匹配,从负载无反射波，则应行波匹配。即,信号源输出最大功率；行波匹配,一般情况：信号源共轭匹配时（有虚部），线上有反射，呈行驻波。,1.6.1 阻抗匹配的概念,相反，没有反射的功率，传输状态并不一定意味着负载吸收最大功率。,注意：信号源输出最大功率时，线上不一定是行波状态；,刀线犀窑筐喻跺移勺宛扦丈抄疾黎铀朽冷临溜鄂胖触苗悔派幽肢济禽厢绍电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配,即要信号源输出功率最大，又要没有反射。,1.6 阻抗匹配,1.6.1 阻抗匹配的概念,加匹配装置,传输线,厩撼陆凄嘿拔剔详驮琉但音隶挣砸肉疑矢涟凶羡盎皮倔房展桔鸥琶稳具午电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配,1.6 阻抗匹配,1.6.2/4阻抗变换器,回忆：/4传输线可以作为阻抗变换器：,稚诚集芝钓酸寐激手屿杆扑叹困办蓖忽柔铸廉上积嘶腮苍椎项姥逸晓王崩电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配,1.6 阻抗匹配,1.当Zl=Rl时（即终端接纯阻性负载）,此时可直接在传输线与负载之间加一段特性阻抗为Zc1的/4传输线，只要Zc1选择适当，就可实现传输线的匹配。如图：,要使主线匹配，要求：所以：,1.6.2/4阻抗变换器,瞬篱脏山贬渭恕留更涧氢恳乓牢惊数溅再片苑妹钻蔷拨团岛搜笼象蛊喊著电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配,2.当Zl=Rl+jXl时（即终端接感性负载）,匹配线不能直接与负载相接，应选择主线上呈纯电阻位置。,要选择主线上电压波腹点或波节点。,在阻抗圆图上，若终端负载阻抗归一化值落在上半圆内，则可立即判定传输线上第一个出现的是电压腹点”，即距感性负载首先出现的是电压腹点。由此接入/4传输线可使设备长度最短。,1.6 阻抗匹配,1.6.2/4阻抗变换器,在阻抗圆图上，实轴上的数字表示归一化阻抗的电阻值，为纯电阻。,选择电压波腹点还是波节点？,准珊仔街婉惭簇寂甩藤锹痉尤台科脯夜还扩虞琢盼脾碟迸徒寨盾峙空迅防电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配,已知腹点阻抗:Zcs=Rmax,1.6 阻抗匹配,1.6.2/4阻抗变换器,Zc,Z1,Z2,即,声娠沪仲定鹊序蓑荤薄述蜂催迹塘墟烦眼拷数垃凋迄楔萄户副叔硒哇晰禹电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配,直径d越小，在工艺上越不易实现，选择较大特性阻抗情形。可以选择第一个波节点处，这时阻抗为Zc/sZc，直径d越大，在工艺上越容易实现。,1.6 阻抗匹配,1.6.2/4阻抗变换器,对于双导线：,候臂唉命长窃尉栋业汲茬摹默宜皮固箍柔圆厕熬妆乾炙巫斡摄窝舰歹伐骏电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配,（3）当Zl=Rl-jXl时（即终端接容性负载）,此时距容性负载首先出现的是电压节点，需接/4匹配线的特性阻抗为：,1.6 阻抗匹配,1.6.2/4阻抗变换器,鞋忌涛灌哆锋卫榔肚塔衡蜒譬紧嘲曼曾咎幸位姜军泞微倾碗厩汐浑亿德恰电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配,/4匹配线的优点是结构简单，缺点是频带窄，若要增宽频带，可以用两节、或三节/4匹配线，构成阶梯式阻抗变换器。,1.6 阻抗匹配,1.6.3 多节/4阻抗变换器,烩墅尺旧恨嚎培斡娩噶泳越戏万沽延篡师诸井诊徘崭蚌漂龚拒甥下娥孕各电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配,1.6 阻抗匹配,1.6.4 单枝节匹配,在主线上并联电抗性元件，以产生附加反射来抵消主线上原来存在的反射波，以达到匹配目的。,单株线调配器的具体结构形式，因传输线的类型和结构不同而异：,对于一般的双导线或同轴线，它是一个终端短路或开路的双导线 或同轴线，其长度可调节；,一般有：单株线调配器、双株线调配器和三株线调配器。,对于矩形波导管（工作于TE10模时）而言，它可以是一个安装在 波导宽壁中心线位置上的槽缝的金属螺钉，可在槽缝中移动，并 可调节深度。,复扬蛀禽是时今滓娇荒肋刃倒盯十迭拿慰拂曹椽爹挖鲜芯侯泊怯强算献孜电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配,单株线调配器：调节支节位置d和支节长度l，使得AA左边主传输线达到匹配。,1.6 阻抗匹配,1.6.4 单枝节匹配,匹配原理：在线上总可以找到这样一点，其归一化电导为1，即 y1=1jb,若在该位置处并联一个大小相等、性质相反的电纳：y2=jb就可以抵消y1=1jb的电纳分量，,使该处的总归一化导纳：yA=y1+y2=1,彪周搭吉搏拼讨盏铝望帜柬洒嗅友掷昆享饺瞩偿钢盏憾郑狰俐洲茂俺佰赣电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配,作业：1-23（20）1-28,漾慨援默帐糜彬古柠龋迎剐幸式纷蕾球禄甫狂迪佃晒搬靡型奎肘条寄鲁章电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配电磁场与微波技术教学课件1.6 阻抗匹配,
