微波技术传输线的阻抗匹配课件.ppt

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一、阻抗匹配的概念
阻抗匹配是使微波系统无反射、载行波尽量接近行
波状态的技术措施。

(1)匹配时传输功率最大,功率损耗最小;
(2)阻抗匹配可改善系统的信噪比;
(3)功率分配网络(如天线阵的馈源网络)中的阻抗匹
配将降低幅度和相位的误差;
(4)阻抗匹配可保持信号源工作的稳定性;
(5)阻抗匹配可提高传输线的功率容量()。

1).共轭匹配
目的:使信号源的功率输出最大。
条件:
满足共轭匹配条件的信号源输出的最大功率为:
2)无反射匹配
目的:使传输线上无反射波,即工作于行波状态。
条件:Zg=ZL=Z0。
实际中传输线的始端和终端很难做到无反射匹配,
通常在信号源输出端接入隔离器以吸收反射波,而在传
输线与负载之间使用匹配装置用来抵消反射波。
信号源
隔离器
匹配器
负载
隔离器又称单向器,是非互易器件,只允许入射
波通过而吸收掉反射波,使信号源端无反射,以稳定
信号源的工作状态。

由一段特性阻抗为Z01的l/4
传输线构成。如图示,有:
由于无耗线的特性阻抗为实数,故l/4阻抗变换器
只能匹配纯电阻负载。当ZL=RL+jXL为复数时,根据行
驻波的电压波腹和波节点处的输入阻抗为纯组:
匹配时,
可将l/4阻抗变换器接在靠近终端的电压波腹或波节点
处来实现阻抗匹配。
在lmax处接入,则
在lmin处接入,则
单节l/4阻抗匹配器的主要缺点是频带窄。
当工作波长为l0时,l=l0/4,对单一工作频率f0,当
可实现匹配,即Zin=Z0。当工作频率f’偏离
f0时,l=l0/4l’/4,blp/2,ZinZ0。G0,而为:
通常用分数带宽Wq表示频带宽度,Wq与qm有如下关系
对于单一频率或窄频带的阻抗匹配而言,一般单节
l/4阻抗变换器提供的带宽能够满足要求。但若要求在宽
带内实现阻抗匹配,就必须采用双节、三节或多节l/4
阻抗变换器(可参阅有关资料)。
0

导纳园图
A
C
l
~
单支节匹配器
D
2).双支节匹配器
在单支节匹配器中改变d是为了找到归一化电导分量
为1的参考面。由:
可知,线上某参考面的输入导纳不仅决定于该面与终
端的距离d,还决定于负载的情况。亦即改变负载情
况也可找到归一化电导分量为1的参考面。改变负载
的办法是在给定的负载上、或在离负载一定距离d1的
参考面上附加纯电纳。
双支节匹配器是在d1处并联一长度为l1的短路支
节,第二个短路支节的长度为l2,两支节的距离d2固定;
为便于计算,常取d2=l/8、l/4或3l/8,但是d2l/2。
d1、d2一确定,即可调节l1和l2而达到匹配。
双支节匹配器的工作原理:
B
A’
A
~
B’
双支节匹配器
1).分析:
假定已匹配好。
(1)B-B’面:
(3)A-A’面:
。