1、2019/6/6,1,传输线的阻抗匹配,阻抗匹配 为了提高长线的传输效率、功率容量，保持信号源工作稳定，希望： 信号源输出最大功率信号源共轭匹配。 负载能吸收全部入射波功率负载阻抗匹配。 重要性 匹配时信号源传输给传输线和负载的功率最大，且馈线中的损耗最小。 失配时传输大功率容易击穿。 失配时的反射波信号会对信号源产生频率牵引作用，使信号源工作不稳定，甚至不能正常工作。,2019/6/6,2,传输线的阻抗匹配,阻抗匹配问题 负载与传输线之间的匹配 目的：使负载无反射。 条件： Zin = ZLZ0时，使 Zin =Z0 。 方法：在负载与传输线之间接入匹配装置，使其输入阻抗作为等效负载而与传输
2、线的特性阻抗相等。实质是人为产生一反射波，使之与实际负载的反射波相抵消。,2019/6/6,3,传输线的阻抗匹配,阻抗匹配问题 信号源与传输线之间的匹配 信号源与负载线的匹配 目的：使信号源端无反射。 条件： Zin =Zg Z0时，使 Zin =Z0 。 方法：在信号源与传输线之间接入匹配装置。,2019/6/6,4,传输线的阻抗匹配,阻抗匹配问题 信号源与传输线之间的匹配 信号源的共轭匹配 目的：使信号源的功率输出最大。 条件： Zin=Zg* 方法：在信号源与传输线之间接入匹配装置。,2019/6/6,5,传输线的阻抗匹配,传输线的三种匹配状态 无反射匹配系统无反射，线上电压、电流分布尽
3、量为行波状态。 负载阻抗匹配（匹配负载） ：负载阻抗等于传输线的特性阻抗。 负载阻抗匹配时：传输线上只有从信源到负载的入射波，而无反射波。匹配负载完全吸收了由信源入射来的微波功率。 负载阻抗失配时：传输大功率时易击穿，因为有驻波的存在。 源阻抗匹配（匹配源） ：电源的内阻等于传输线的特性阻抗。 源阻抗匹配时：给传输线的入射功率是不随负载变化的。负载有反射时，反射回来的反射波被电源吸收。 源阻抗失配时：反射波影响源的稳定性，不能输出最大功率。,2019/6/6,6,传输线的阻抗匹配,传输线的三种匹配状态 共轭匹配没有实现匹配，线上电压、电流呈行驻波分布。 始端输入阻抗：负载得到的功率：要使负载得
4、到的功率最大，首先要求Xin=-Xg，此时负载 得到功率: 当 时P取最大值, 此时应满足Rg=Rin。,2019/6/6,7,传输线的三种匹配状态 共轭匹配 信号源的共轭匹配 对于不匹配电源，当负载阻抗折合到电源参考面的输 入阻抗为电源内阻抗的共轭值时：负载能得到最大功率值：,传输线的阻抗匹配,2019/6/6,8,传输线的阻抗匹配,无反射匹配的方法 在传输线和终端负载之间加一匹配网络，要求这个匹配网络由电抗元件构成：损耗尽可能的小，而且通过调节可以对各种终端负载匹配。 原理产生一种新的反射波来抵消原来的反射波，使传输线工作在行波状态。 常用方法 /4变换器 支节匹配器 阶梯阻抗变换和渐变线
5、变换器,2019/6/6,9,传输线的阻抗匹配,/4阻抗变换器 由一段长度为/4的传输线组成。 终端接纯电阻RL时：原则上，只能对纯阻负载进行匹配。 若负载不为纯电阻，则/4传输线应接在输入阻抗为纯阻处（波腹点或波节点）。,2019/6/6,10,传输线的阻抗匹配,/4阻抗变换器 在电压波腹点接入/4线：在电压波节点接入/4线：缺点 频带窄：/4单频点匹配 加宽频带：多节/4阻抗变换器，渐变线,2019/6/6,11,传输线的阻抗匹配,负载阻抗为ZL25， 在工作频率为3GHz时与50 的同轴线线匹配。求匹配时同轴（内部介质为聚四 氟乙烯）变换器的特性阻抗及长度。 【解】采用 /4阻抗变换器，
6、变换器的特性阻抗为同轴线内的相波长为则同轴线的长度为,例1.10,2019/6/6,12,传输线的阻抗匹配,支节匹配器 构成由距离负载的某固定位置上的并联或串联终端或开路的传输线（又称支节）构成。 原理 利用在传输线上并接或串接终端短路或开路的支节线。 分类 单支节匹配器 双支节匹配器 三支节匹配器,2019/6/6,13,传输线的阻抗匹配,单支节匹配器 串联单支节匹配 离负载第一个电压波腹点位置及该点输入阻抗：参考面AA处输入阻抗为：终端短路的串联支节输入阻抗为：总输入阻抗为：,2019/6/6,14,传输线的阻抗匹配,单支节匹配器 串联单支节匹配 要使其与传输线特性阻抗匹配，应有：,201
7、9/6/6,15,传输线的阻抗匹配,设无耗传输线的特性阻抗为50，工作频率为300MHz， 终端接有负载ZL25+j75， 试求串联短路匹配支节离负 载的距离l1及短路支节的长度l2 。 【解】f=300MHz=1m。 终端反射系数为驻波系数,例1.11,2019/6/6,16,传输线的阻抗匹配,第一波腹点位置为调配支节点位置为调配支节的长度为,例1.11,2019/6/6,17,传输线的阻抗匹配,单支节匹配器 并联单支节匹配 离负载第一个电压波节点位置及该点输入导纳：参考面AA处输入导纳为：终端短路的并联支节输入导纳为：总输入导纳为：,2019/6/6,18,传输线的阻抗匹配,单支节匹配器 并联单支节匹配 要使其与传输线特性导纳匹配，应有：,
