信号源与负载阻抗的匹配解读
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支节长度：
短路 开路
25
并联单支节匹配
解法一支节位置 解法二支节位置
26
并联单支节匹配解释
27
并联单支节匹配解释
28
［例1］Z０=50Ω的无耗传输线，接负载ZL=25+j75Ω
29
1. 负载归一化
zL 0.5 j1.5
2. 采用导纳计算
3. 将 两点
yL
yL 0.2 j0.6
并联单支节匹配解法一
实际线导纳： 归一化线导纳：
支节位置：
实际支节导纳： 归一化支节导纳： 支节长度：
短路
开路
21
并联单支节匹配解法二步骤
22
并联单支节匹配解法二步骤
23
并联单支节匹配解法二步骤
24
并联单支节匹配解法二
实际线导纳： 归一化线导纳： 支节位置：
实际支节导纳： 归一化支节导纳：
RS
PL3 PL1 , PL3 PL 2
• 若源阻抗为实数 PL3 PL2
负载阻抗的匹配问题 • 匹配的意义
– 传输线的功率容量最大
• 行波状态时传输线的功率容量最大，因为不匹配时 的驻波场，在波腹处的电场比传输同样功率的行波 电场大得多，故而容易发生击穿，使功率容量降低
– 微波源工作稳定
4 RS 2 X S 2
RS
Zs Vs
Iin Vin
in
z0 β
VL 0
ZL
L
z
1 P VS 2
2
Rin Rin RS 2 X in X S 2
Z=-l
Z=0
阻抗匹配4
3.共轭匹配
P 0 Rin
1 P VS 2
2
Rin Rin RS 2 X in X S 2
• 行波状态时，对信号源无影响，使微波源工作稳定
7
匹配器
• 匹配器
–人为引入新的不均匀性以造成新的反射去抵消 （或大大削弱）失配所引起的反射 –匹配器的主要目的是为了使负载能得到最大功 率，故匹配器本身不能有损耗，它应由纯无功 元件构成； –理想的匹配，反射系数为0；实际工程中，在 指定的频率范围内反射系数小于规定的值。 –阻抗匹配器类型： –窄带，宽带 –支节匹配器：单支节、双支节 –四分之波长阻抗变换器，渐变变换器 8 –......
Z in Z in Z S
2
1 Re Z in
1 P VS 2
2
Rin Rin RS 2 X in X S 2
Zs Vs
Iin
Vin
in
z0 β
VL 0
ZL
L
z
Z=-l
Z=0
阻抗匹配2 1.负载与传输线匹配ZL=Z0
L Z L Z0 0 Zin Z 0 Z L jZ0 tg ( l ) Z 0 Z 0 jZ L tg ( l ) Z L Z0
并联单支节匹配
9
并联单支节匹配
10
并联单支节匹配
短路枝节 开路枝节
11
解析法分析-纯电阻负载
解析法分析-纯电阻负载
负载为复数
1 d0 arccos 4π 1
1 d lmin d0 lmin arccos 4π 1
(对应0.412)
向电源 ( 顺时针 ) 旋转，与匹配圆 (g=1) 相交
1 j 2.2 y1 1 j 2.2 y1 (对应0.192) (对应0.308)
4. 求出支节位置
d1 (0.5 0.412) 0.192 0.088 0.192 0.280( ) d 2 (0.5 0.412) 0.308 0.088 0.308 0.396( )
2 2 2
0
X in X in X S 0 (2)
阻抗匹配5
RS Rin
X S X in
• 传递至负载的功率：
1 2 1 PL3 VS 2 4 RS
1 PL1 VS 2
PL 2
2
Z0 RS X S
2
Z0
2
1 VS 2
2
4 RS 2 X S 2
30
5 由于短路表示 yL ，且是电抗，所以要看单位 外圆，如下图所示。
l1 0.318 0.25 0.068( ) l2 0.25 0.182 0.432( )
阻抗匹配（Impedance Matching） 上次主要内容：
•阻抗圆图
•阻抗圆图应用及求解 •输入阻抗 •反射系数 •驻波比
• 已知特性阻抗,终端阻抗,线长
•负载阻抗
•已知驻波比,电压最小点距离负载的位置
本次主要内容：
•信号源与负载阻抗的匹配 •单支节匹配 •双支节匹配 •匹配盲区
1
阻抗匹配1
• 传递至负载的功率为
1 PL1 VS 2
2
Z0 RS X S
2
Z0
2
1 P VS 2
2
Rin Rin RS 2 X in X S 2
3
阻抗匹配3
2.源与带载传输线匹配
in Zin Z S 0 Zin Z S
2
1 PL 2 VS 2
l arccos 1 2π
图解法
• 短路点与开路点的位置对调 • Vmax线与Vmin线对调 • 上下半园区的性质对调
单位电导圆
15
并联单支节匹配
16
并联单支节匹配步骤
17
并联单支节匹配解法一
18
并联单支节匹配解法一
19
并联单支节匹配解法一
20
Zin Rin jX in Z0 Z L jZ0 tg ( l ) Z0 jZ L tg ( l )
2
1 1 1 1 2 * P Re Vin I in Vin Re VS 2 2 Z in 2 • 令 ZS RS jX S
2 Rin Rin RS
1
Rin RS
2
X in X S
2
2
R R 2 X X S in S in
2 2
0
2 2 RS Rin X in X S 0 (1)
P 0 X in
2 Rin X in X S R R X X S in S in
支节长度：
短路 开路
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并联单支节匹配
解法一支节位置 解法二支节位置
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并联单支节匹配解释
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并联单支节匹配解释
28
［例1］Z０=50Ω的无耗传输线，接负载ZL=25+j75Ω
29
1. 负载归一化
zL 0.5 j1.5
2. 采用导纳计算
3. 将 两点
yL
yL 0.2 j0.6
并联单支节匹配解法一
实际线导纳： 归一化线导纳：
支节位置：
实际支节导纳： 归一化支节导纳： 支节长度：
短路
开路
21
并联单支节匹配解法二步骤
22
并联单支节匹配解法二步骤
23
并联单支节匹配解法二步骤
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并联单支节匹配解法二
实际线导纳： 归一化线导纳： 支节位置：
实际支节导纳： 归一化支节导纳：
RS
PL3 PL1 , PL3 PL 2
• 若源阻抗为实数 PL3 PL2
负载阻抗的匹配问题 • 匹配的意义
– 传输线的功率容量最大
• 行波状态时传输线的功率容量最大，因为不匹配时 的驻波场，在波腹处的电场比传输同样功率的行波 电场大得多，故而容易发生击穿，使功率容量降低
– 微波源工作稳定
4 RS 2 X S 2
RS
Zs Vs
Iin Vin
in
z0 β
VL 0
ZL
L
z
1 P VS 2
2
Rin Rin RS 2 X in X S 2
Z=-l
Z=0
阻抗匹配4
3.共轭匹配
P 0 Rin
1 P VS 2
2
Rin Rin RS 2 X in X S 2
• 行波状态时，对信号源无影响，使微波源工作稳定
7
匹配器
• 匹配器
–人为引入新的不均匀性以造成新的反射去抵消 （或大大削弱）失配所引起的反射 –匹配器的主要目的是为了使负载能得到最大功 率，故匹配器本身不能有损耗，它应由纯无功 元件构成； –理想的匹配，反射系数为0；实际工程中，在 指定的频率范围内反射系数小于规定的值。 –阻抗匹配器类型： –窄带，宽带 –支节匹配器：单支节、双支节 –四分之波长阻抗变换器，渐变变换器 8 –......
Z in Z in Z S
2
1 Re Z in
1 P VS 2
2
Rin Rin RS 2 X in X S 2
Zs Vs
Iin
Vin
in
z0 β
VL 0
ZL
L
z
Z=-l
Z=0
阻抗匹配2 1.负载与传输线匹配ZL=Z0
L Z L Z0 0 Zin Z 0 Z L jZ0 tg ( l ) Z 0 Z 0 jZ L tg ( l ) Z L Z0
并联单支节匹配
9
并联单支节匹配
10
并联单支节匹配
短路枝节 开路枝节
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解析法分析-纯电阻负载
解析法分析-纯电阻负载
负载为复数
1 d0 arccos 4π 1
1 d lmin d0 lmin arccos 4π 1
(对应0.412)
向电源 ( 顺时针 ) 旋转，与匹配圆 (g=1) 相交
1 j 2.2 y1 1 j 2.2 y1 (对应0.192) (对应0.308)
4. 求出支节位置
d1 (0.5 0.412) 0.192 0.088 0.192 0.280( ) d 2 (0.5 0.412) 0.308 0.088 0.308 0.396( )
2 2 2
0
X in X in X S 0 (2)
阻抗匹配5
RS Rin
X S X in
• 传递至负载的功率：
1 2 1 PL3 VS 2 4 RS
1 PL1 VS 2
PL 2
2
Z0 RS X S
2
Z0
2
1 VS 2
2
4 RS 2 X S 2
30
5 由于短路表示 yL ，且是电抗，所以要看单位 外圆，如下图所示。
l1 0.318 0.25 0.068( ) l2 0.25 0.182 0.432( )
阻抗匹配（Impedance Matching） 上次主要内容：
•阻抗圆图
•阻抗圆图应用及求解 •输入阻抗 •反射系数 •驻波比
• 已知特性阻抗,终端阻抗,线长
•负载阻抗
•已知驻波比,电压最小点距离负载的位置
本次主要内容：
•信号源与负载阻抗的匹配 •单支节匹配 •双支节匹配 •匹配盲区
1
阻抗匹配1
• 传递至负载的功率为
1 PL1 VS 2
2
Z0 RS X S
2
Z0
2
1 P VS 2
2
Rin Rin RS 2 X in X S 2
3
阻抗匹配3
2.源与带载传输线匹配
in Zin Z S 0 Zin Z S
2
1 PL 2 VS 2
l arccos 1 2π
图解法
• 短路点与开路点的位置对调 • Vmax线与Vmin线对调 • 上下半园区的性质对调
单位电导圆
15
并联单支节匹配
16
并联单支节匹配步骤
17
并联单支节匹配解法一
18
并联单支节匹配解法一
19
并联单支节匹配解法一
20
Zin Rin jX in Z0 Z L jZ0 tg ( l ) Z0 jZ L tg ( l )
2
1 1 1 1 2 * P Re Vin I in Vin Re VS 2 2 Z in 2 • 令 ZS RS jX S
2 Rin Rin RS
1
Rin RS
2
X in X S
2
2
R R 2 X X S in S in
2 2
0
2 2 RS Rin X in X S 0 (1)
P 0 X in
2 Rin X in X S R R X X S in S in