微波技术与天线

shz
c.已知电源电动势Eg，内阻Rg及负载阻抗ZL时
的特解：
U ( z)
Eg Z0 Rg Z0
e z L e 2l ez (1 1 Le2l )
I( z)
Eg Rg Z0
e z L e 2l ez (1 1 Le2l )
其中：
1
Rg Rg
Z0 Z0
L
Z L Z L
Z0 Z0
2.向微波电路的小型化，微型化和单片集 成化方向发展；
3.向开辟新的微波应用领域方向发展。
第二章 传输线的基本理论
第一节 传输线的基本概念
一. 传输线的种类:
1. 微波传输线的定义: 2. 传输线的种类:
a. TEM波传输线: b. 金属波导传输线: c. 表面波传输线:
二 分布参数的概念:
1. 长线与短线的概念:
电流)的一般公式:
U (z) U L IL z0 ez U L IL z0 ez
2
2
I( z)
U L IL z0 2z0
e z
U
L
IL 2z0
z0
e z
解的双曲函数形式为：
U (z) U Lchz ILZ0shz
I( z)
U L Z0
shz
ILchz
b. 已知始端电压U1 和电流 I1时的特解：
L0
jC0 (1
j G0
C0
)
j
L0C0 [1
j
1 2
( R0
L0
G0
C0
)]
( R0 C0 G0 2 L0 2
j
L0 ) j
C0
L0C0
R0
2
C0 G0 L0 2
L0 C0
R0 2Z0
G0Z0 2
C d
L0C0
三 相速和相波长 1. 相速Vp： a.定义: 波的等相位面在传输方向上移动的速度。
L0 R0,C0 G0
Z0
jL0 (1
j
R0
L0
)
jC0 (1
j
G0
C0
)
L0 [1 j 1 ( R0 G0 )]
C0
2 L0 C0
L0 C0
4. 对平行双导线来讲：
Z0
120
r
ln
D r
276
r
lg
D r
(欧姆）
5. 对同轴线来讲：
Z0
60 ln D 138 lg D
r d r d
（欧姆）
二 传播常数：
ZY (R0 jL0)(G0 jC0) j
——衰减常数 [NP/m]或[db/m]
——相移常数 [弧度/米]或[rad/m]
1. 对无损传输线来讲：R0=0，G0=0 j L0C0
2. 对微波情况，由于
L0 R0 C0 G0
jL0 (1
j R0 )
U (z) U1 I1Z0 ez U1 I1Z0 ez
2
2
I( z )
U1 I1Z0 2Z0
ez
U1 I1Z0 2Z0
ez
已知始端电压U1和电流I1，计算传 输线上距始端z处的复电压与复电流的 双曲函数的表达式：
U (z) U1chz I1Z0shz
I( z )
I1chz
U1 Z0
2. 传输线的电长度:
3. 传输线单位长度的分布参数:
a. 分布电阻: R0 b. 分布电导: G0 c. 分布电感: L0 d. 分布电容: C0
4. 传输线的等效电路:
第二节 传输线方程及其解
一. 均匀传输线方程 二. 均匀传输线方程的解
1. 均匀传输线方程的通解 2. 均匀传输线方程的特解 a. 已知终端的电压 UL 和电流 IL 时的特 解:
微波技术与天线
第一章 绪论
一.什么是微波? 二.微波的基本特点： 1.微波的振荡频率极高； 2.微波的波长短； 3.微波可以毫无阻碍地穿过电离层； 4.研究的方法与低频不同。
三. 微波的主要应用
1. 雷达 2. 通信 3. 科学研究的手段 4. 微波能的应用
四. 微波发展的方向
1.向更高的频率或更短的波长过渡，即向 毫米波和亚毫米波方向发展；
三.均匀传输线方程解的物理意义
u(z,t) Re[U (z)e jt ]
Re[(A1e( j )z A2e( j )z )e jt ]
A1ez cos(t z) A2ez cos(t z)
同理：
i(z, t) A1 ez cos(t z) A2 ez cos(t z)
Z0
Z0
vp
b.对于TEM波传输线来讲：由于
L0C0
vp
1 L0C0
vp
1
c
r
2. 相波长： p
a.定义：
传输线上波的振荡，相位相差2 的两
点之间的距离。
b.表达式：
p
2
vp f
vpT
四 传输线的阻抗概念
1. 传输线上任意一点的阻抗 Ze:
a. 定义：该点的总电压与总电流的比值。
b.表达式：
Ze (z)
U (z) I( z)
U Lchz ILZ0shz
U Z
L 0
shz
I Lchz
Z0
Z L Z0
Z0thz ZLthz
对于无损传输线来讲：由于
j 且 thjz jtgz
Ze (z)
Z0
Z L Z0
jZ0tgz jZLtgz
2 . 传输线的特性阻抗Z0
a.定义：行波电压与行波电流之比。
我们可以得到：
已知终端的电压 UL 和电流 IL 时的解：
U (z) U L ILZ0 e (lz) U L ILZ0 e (lz)
2
2
I(z)
U L ILZ0 2Z0
e (lz)
U L ILZ0 2Z0
e (lz)
已 端知z终处端复的数电电压压U和L 复和数电电流流IL(简计称算复距电传压输和线复终
4. 传输线的负载阻抗ZL：
a.定义：传输线负载端的总电压与总电流之比。
b.表达式：Z L
U L IL
五 反射系数：
1.定义及其表达式：
a. 电压反射系数 u (z)
定义：传输线上某点的反射波电压与入射波电压之比。
表达式：
u(z)源自U U( (第三节 均匀传输线的工作特性参数
一 特性阻抗 : Z0 1. 定义：
行波电压与行波电流之比；
或是入射波电压与入射波电流之比；
或是反射波电压与反射波电流之比
的负值。
Z 0
U I
U I
Z0
Z Y
R0 jL0 G0 jc0
2. 对于无损传输线来讲： R0=0，G0=0
Z0
L0 C0
3 . 对微波传输线来讲：由于
b.表达式：Z0
U I
Z Y
R0 jL0 G0 jC0
c.对无损情况来讲：
Z0
L0 C0
3. 传输线的输入阻抗Zin:
a. 定义：传输线输入端的总电压与总电流之比。
b.表达式：
Zin
Z0
Z L Z0
Z0thl ZLthl
c.
对无损传输线来讲：
Z in Z0
ZL Z0
jZ0tgl jZLtgl