微波技術(shù)基礎(chǔ)04387

1、 微波技術(shù)基礎(chǔ)微波技術(shù)基礎(chǔ)詹銘周電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院 地點(diǎn)：清水河校區(qū)科研樓地點(diǎn)：清水河校區(qū)科研樓C305 電話：電話：61831021 電郵：電郵：圓圖的應(yīng)用圓圖的應(yīng)用l2、綜合電路匹配設(shè)計(jì)l導(dǎo)納圓圖即把阻抗圓圖旋轉(zhuǎn)180度得到l1、用阻抗圓圖求導(dǎo)納找出中心對(duì)稱點(diǎn)l2、阻抗圓圖與導(dǎo)納圓圖疊加在一起的圓圖，直接讀出對(duì)應(yīng)圓圖上的數(shù)值即可。l3、注意用導(dǎo)納圓圖和用阻抗圓圖時(shí)，應(yīng)分別用導(dǎo)納和阻抗作為設(shè)計(jì)參數(shù)為好。l4、并聯(lián)電路用導(dǎo)納圓圖，串聯(lián)一般用阻抗圓圖較為方便5.10.3 5.10.3 圓圖的應(yīng)用（圓圖的應(yīng)用（三個(gè)方面三個(gè)方面）例例1. 1. 已知無(wú)耗傳輸線的特性阻抗已知無(wú)耗傳輸線的特性阻抗

2、 ，工作波長(zhǎng)，工作波長(zhǎng) ，終端負(fù)載，終端負(fù)載 ，求：（，求：（1 1） 負(fù)載反射系數(shù)的模負(fù)載反射系數(shù)的模 和相角和相角 ；（；（2 2）駐波系）駐波系 數(shù)數(shù) 和駐波相位和駐波相位 ；（；（3 3） 處的輸處的輸 入阻抗入阻抗 。050Z cm60)50100(jZLLLSmincm4 .74 Z公式計(jì)算公式計(jì)算直接求解法直接求解法l畫出等效電路圖（）l列出公式l寫出相應(yīng)步驟即可（1 1）負(fù)載阻抗的歸一化值為）負(fù)載阻抗的歸一化值為在實(shí)用阻抗圓圖上找出的圓的交點(diǎn)在實(shí)用阻抗圓圖上找出的圓的交點(diǎn)A A，如圖，如圖延長(zhǎng)延長(zhǎng) 在單位圓上讀出在單位圓上讀出 0(10050) 5021LLZZZjj44. 0

3、OaOAL26LOA圓圖圓圖圖表法圖表法（2 2）過(guò)）過(guò)A A點(diǎn)作等點(diǎn)作等S S圓與圓與 線交于線交于B B，與，與 線交于線交于C C，由，由 B B點(diǎn)的點(diǎn)的 值可得值可得 由由A A、C C兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電長(zhǎng)度的值可得的電長(zhǎng)度的值可得 去歸一化得去歸一化得maxVminVR6 . 2S286. 0214. 05 . 0min)(16.17minmincmg（3 3） 的歸一化值為的歸一化值為 固定固定O O點(diǎn)，點(diǎn)，OAOA線順時(shí)針旋轉(zhuǎn)線順時(shí)針旋轉(zhuǎn)1.241.24電長(zhǎng)度，到電長(zhǎng)度，到D D點(diǎn)。讀點(diǎn)。讀 出出D D點(diǎn)的歸一化阻抗即為點(diǎn)的歸一化阻抗即為 去歸一化得去歸一化得24. 160

4、4 .74g 24. 042. 0jlZ 02112Z lZ l Zj例例2.2.如圖所示的無(wú)耗傳輸線電路中，已知如圖所示的無(wú)耗傳輸線電路中，已知 ， ， ， ， ， ， ， ， ， 試求各線段試求各線段 上的上的 駐波系數(shù)駐波系數(shù)S S和駐波相位。和駐波相位。 50gcm116lcm214lcm37.5lcm0150Z0270Z0375Z050Z 2001101jZ56422jZ321,lll公式計(jì)算公式計(jì)算直接求解法直接求解法l畫出等效電路圖l列出公式l寫出相應(yīng)步驟即可將每一段彩色的線都等效為：將每一段彩色的線都等效為：計(jì)算串或并聯(lián)時(shí)需計(jì)算串或并聯(lián)時(shí)需去歸一化去歸一化首先對(duì)負(fù)載阻抗及線長(zhǎng)進(jìn)

5、行歸一化首先對(duì)負(fù)載阻抗及線長(zhǎng)進(jìn)行歸一化8 . 06 . 0, 42 . 2222111jZZZjZZZcc38. 011gll288. 022gll15. 033glla). a). 求求在阻抗圓圖上分別找出在阻抗圓圖上分別找出 和和 所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn) 和和 ，如圖所示。以如圖所示。以O(shè) O為圓心，以為圓心，以 和和 為半徑分別作圓與為半徑分別作圓與 線交于線交于1010和和3 3。于是就得。于是就得21,SS3,1021SS1Z2Z1A2A1OA2OAmaxVb). b). 求求先將分支線先將分支線 和和 在并聯(lián)處在并聯(lián)處 的輸入阻抗的輸入阻抗 和和 求出，為此，在圓圖上將求出，為此，在

6、圓圖上將 和和 分別順時(shí)針旋轉(zhuǎn)分別順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 和和 得得 、 ，讀得，讀得 、 的歸一化阻抗的歸一化阻抗 去歸一化去歸一化3S1l2lT1Z2Z1OA2OA1l2l1A2A1A2A120.150.710.951.15ZjZj 110122027.535.566.580.5ZZZjZZZj使用導(dǎo)納計(jì)算使用導(dǎo)納計(jì)算 和和 并聯(lián)后的值。這里用圓圖進(jìn)行倒并聯(lián)后的值。這里用圓圖進(jìn)行倒換，因它們均為線段換，因它們均為線段 的負(fù)載，應(yīng)對(duì)的負(fù)載，應(yīng)對(duì) 進(jìn)行歸一化：進(jìn)行歸一化：分別對(duì)應(yīng)阻抗圓圖的分別對(duì)應(yīng)阻抗圓圖的 點(diǎn)和點(diǎn)和 點(diǎn)，如上圖所示點(diǎn)，如上圖所示 1Z2Z3l03Z11030.10.47ZZZj22030

7、.8871.07ZZZj1B2B 和和 的歸一的歸一化導(dǎo)納：化導(dǎo)納：線段的總負(fù)載導(dǎo)納歸一化值為兩者之和：線段的總負(fù)載導(dǎo)納歸一化值為兩者之和：將阻抗圓圖視為導(dǎo)納圓圖將阻抗圓圖視為導(dǎo)納圓圖 ，找出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，找出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)B B，再將，再將 倒換為倒換為 得得 ，即，即1B2B112210.432.0410.470.58YZjYZj120.92.62YYYjYZB34. 012. 0jZ最后，在阻抗圓圖（實(shí)際又將導(dǎo)納圓圖視為阻抗圓圖）最后，在阻抗圓圖（實(shí)際又將導(dǎo)納圓圖視為阻抗圓圖）上找出上找出 對(duì)應(yīng)的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的點(diǎn) ，以，以 為半徑作等為半徑作等圓與圓與V Vmaxmax線線相交。從交點(diǎn)的相交。從交點(diǎn)的

8、值讀出值讀出 為為 ZBOBR3S103SC). C). 求求 和和將將 沿等沿等圓順時(shí)針旋轉(zhuǎn)圓順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 到到 得得, ,去歸一化得去歸一化得:將將 用用 歸一化為歸一化為 , ,在阻抗圓圖上找出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，以在阻抗圓圖上找出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，以為半徑作等為半徑作等圓與圓與 相交讀得相交讀得C C對(duì)應(yīng)的電長(zhǎng)度為對(duì)應(yīng)的電長(zhǎng)度為0.2180.218。由。由C C沿等沿等圓順時(shí)針轉(zhuǎn)到圓順時(shí)針轉(zhuǎn)到V Vminmin線得線得SminlB3l B9 . 21 . 1 jZB 0382.5217.5TBZZ ZjTZ0ZTZOCmaxV16Smin0.50.2180.282lminmin14.1gllcml小結(jié)小結(jié)正確

9、的對(duì)阻抗（或?qū)Ъ{）進(jìn)行歸一化。計(jì)算不同特征正確的對(duì)阻抗（或?qū)Ъ{）進(jìn)行歸一化。計(jì)算不同特征阻抗傳輸線段組成的電路時(shí)，在哪一段線上計(jì)算就對(duì)該阻抗傳輸線段組成的電路時(shí)，在哪一段線上計(jì)算就對(duì)該線段的特性阻抗歸一化，在各線段的交接處必須進(jìn)行換線段的特性阻抗歸一化，在各線段的交接處必須進(jìn)行換算；算；在阻抗圓圖上由阻抗倒換成導(dǎo)納后，若還要進(jìn)行導(dǎo)納在阻抗圓圖上由阻抗倒換成導(dǎo)納后，若還要進(jìn)行導(dǎo)納的運(yùn)算，可將阻抗圓圖視為導(dǎo)納圓圖使用。反之，在導(dǎo)的運(yùn)算，可將阻抗圓圖視為導(dǎo)納圓圖使用。反之，在導(dǎo)納圓圖上由導(dǎo)納倒換成阻抗后，若再需要進(jìn)行阻抗運(yùn)算，納圓圖上由導(dǎo)納倒換成阻抗后，若再需要進(jìn)行阻抗運(yùn)算，可將導(dǎo)納圓圖視為阻抗圓圖

10、繼續(xù)使用可將導(dǎo)納圓圖視為阻抗圓圖繼續(xù)使用. . 例例3.3.一小損耗傳輸線的特性阻抗一小損耗傳輸線的特性阻抗 ，每波長(zhǎng)，每波長(zhǎng) 的衰減為的衰減為 ，負(fù)載端的駐波系數(shù)，負(fù)載端的駐波系數(shù) ， ，設(shè)線長(zhǎng)，設(shè)線長(zhǎng) ，試求（）負(fù)載阻，試求（）負(fù)載阻 抗抗 ；（）輸入端駐波系數(shù)；（）輸入端駐波系數(shù) ；（）輸入；（）輸入 端阻抗端阻抗 。 0700ZjNp06. 05 . 3LSgl05. 0mingl8 . 0LZ lS lZ有耗線的工作參量與傳輸線特性參量和負(fù)載條件有耗線的工作參量與傳輸線特性參量和負(fù)載條件的相關(guān)公式聯(lián)立求解的相關(guān)公式聯(lián)立求解計(jì)算繁瑣計(jì)算繁瑣工程上要求快速，在一定精度范圍內(nèi)就可以了。工程

11、上要求快速，在一定精度范圍內(nèi)就可以了。（1 1）. .在阻抗圓圖上作在阻抗圓圖上作 的圓如圖所示的圓如圖所示, , 必然在必然在此圓上此圓上. . 以以O(shè) O為圓心，將為圓心，將ObOb逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)0.050.05電長(zhǎng)度（即電長(zhǎng)度（即 ）與）與 圓圓相交于相交于C C點(diǎn)，則點(diǎn)，則C C點(diǎn)就代表點(diǎn)就代表 ，讀出為，讀出為 去歸一化去歸一化5 . 3LSLZminlLSLZ29. 028. 0jZL019.620.3( )LLZZ Zj精確的？精確的？還是近似的？還是近似的？（2 2）. .注意：圓圖上由負(fù)載端的反射系數(shù)求輸入端反射注意：圓圖上由負(fù)載端的反射系數(shù)求輸入端反射系數(shù)時(shí)，反射系數(shù)

12、的矢徑端點(diǎn)不再是沿等反射系數(shù)圓移系數(shù)時(shí)，反射系數(shù)的矢徑端點(diǎn)不再是沿等反射系數(shù)圓移動(dòng)而是沿逐漸變小的螺旋線移動(dòng)。動(dòng)而是沿逐漸變小的螺旋線移動(dòng)。 lLLlLeSSel22115 . 055. 08 . 006. 02e 35 . 015 . 01lS(3).(3).在阻抗圓圖上作在阻抗圓圖上作 的圓，的圓， 必須在此圓上。必須在此圓上。以以O(shè) O為圓心，將為圓心，將OCOC順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)0.80.8電長(zhǎng)度與電長(zhǎng)度與 圓相交于圓相交于點(diǎn)點(diǎn)D D，D D點(diǎn)就代表點(diǎn)就代表 ，讀得，讀得 去歸一化去歸一化 3lS lZ lS lZ 3lZ0( )( )210Z lZ l Z史密斯圓圖的應(yīng)用史密斯圓圖

13、的應(yīng)用例：如圖所示（注意三段傳輸線的特性參量不一樣）求 Zin？Zl1Zl2l3l1Zin2l2Z02 gZ01 gZin3Zin1ZinZ03 g1、計(jì)算110111011011122lginlglZjZ tgZZlZjZ tg220222022022222lginlglZjZ tgZZlZjZ tg1231212inininininininZ ZZZZZZ把把Zin3作為傳輸線作為傳輸線l3的負(fù)載，有的負(fù)載，有史密斯圓圖的應(yīng)用史密斯圓圖的應(yīng)用33033033033322ingininglZjZ tgZZlZjZtg1111011,llgZlZlZ2222022,llgZlZlZ解得！解得！

14、2、用史密斯園圖求解。歸一化、用史密斯園圖求解。歸一化3333033,iningZlZlZ史密斯圓圖的應(yīng)用史密斯圓圖的應(yīng)用作圖求解思路：在圓圖上找到Zl1點(diǎn)，即Rl1和Xl1兩圓的交電A。 在圓圖上找到Zl2點(diǎn)，即Rl2和Xl2兩圓的交電B。以A點(diǎn)沿等圓順時(shí)針旋轉(zhuǎn)電長(zhǎng)度l1到C點(diǎn)為Zin1。具體為：以原點(diǎn)為圓心，OA長(zhǎng)為半徑作等圓；從原點(diǎn)出發(fā)，過(guò)A作單位圓的射線，其交點(diǎn)為Zl1的電源波長(zhǎng)度；在單位圓上順時(shí)針旋轉(zhuǎn)l1的點(diǎn)為in1對(duì)應(yīng)的電源波長(zhǎng)度，并與原點(diǎn)連線，和等圓的交點(diǎn)C就是Zin1。（注意周期性，如果l10.5，應(yīng)去掉 0.5的整倍數(shù)，只保留小數(shù)，因?yàn)樾D(zhuǎn)一周的電長(zhǎng)度為0.5）同理求出Zin2點(diǎn)D。過(guò)原點(diǎn)分別找出Zin1和Zin2的對(duì)稱點(diǎn)為Yin1和Yin2。史密斯圓圖的應(yīng)用史密斯圓圖的應(yīng)用讀出數(shù)字，去歸一化1110101inininYYYYZ2220202inininYYYYZ31231ininininYYYZ歸一化歸一化3303ininYY Z并在圓圖上找到并在圓圖上找到Y(jié)in3作原點(diǎn)