第1 2组渐变阻抗变换
阻抗变换
湖南铁道职业技术学院 主讲教师：王婧博
阻抗变换
阻抗变换
主讲人
王婧博
变压器不但具有电压变换和电流变换的作用，还具有阻抗变换的作用， 如图所示，当变压器二次绕组接上阻抗为Z的负载后，则
Z ' U 1 相当于直接接在一次绕组 I 1 上的等效阻抗
阻抗变换
输出变压器、线间变压器
阻抗匹配作用： 如使音响设备输出的阻抗与扬 声器的阻抗尽量相等，以获得 最大的输出功率。
主讲人
王婧博
阻抗变换
主讲人
王婧博
例：某晶体管收音机输出电路的输出阻抗为Z/=392Ω，接入的扬声器阻抗 为Z=8Ω，现加接一个输出变压器使两者实现阻抗匹配，求该变压器的变 比k；若该变压器一次绕组匝数N1=560匝，问二次绕组匝数N2为多少?
解：
Tha
变压器的阻抗变换介绍及其性质
变压器的阻抗变换介绍及其性质
变压器阻抗介绍
变压器阻抗，是指变压器里的线圈的绕组的阻抗，包括电阻，感抗，容抗。
变压器的标准对阻抗、损耗都有明确规定。
有些用户增加或减小阻抗电压后，损耗还按标准要求是不合理的。
如果阻抗电压变小，合理的变化是：空载损耗变大，负载损耗变小；如果阻抗电压变大，合理的变化是：空载损耗变小，负载损耗变大；
变压器阻抗变化介绍
变压器就像是一个水管的变径。
既然一头是细的，另一头是粗的，当然对水的阻力是不一样的。
变压器初级线细，匝数多，所以电感（抗）就大，（输入的电压高，电流小。
）。
2第一章 选频回路与阻抗变换
第一章
选频回路与阻抗变换
②电压特性。谐振时回路两端的电压最 大，并与信号电流同相。 ③品质因数。回路品质因数描述了回路 的储能与它的耗能之比。定义为
一个由有耗的空心线圈和电容组成 的回路的Q值大约是几十到一、二百。
第一章
选频回路与阻抗变换
④电流特性。谐振时，流过电感I_和电 容C的电流相等，方向相反，且为信号电 流的Q倍，如式(1.2.6)或图1.2.2所示。 这可以理解为，谐振时，电容上的能量 和电感上的能量互相转换，产生振荡， 而信号源的能量仅补充电阻R上的损耗。 谐振时，流过线圈和电容的电流是信号 源电流的Q倍，选择线圈导线时应注意线 径大小以承受电流的容量。
第一章
选频回路与阻抗变换
③矩形系数。令S=1/10，求出输出 电压下降为谐振时的1/10的带宽BW0.1, 则并联谐振回路的矩形系数为:
简单并联谐振回路的矩形系数较大，即说明了它对宽的通频带和高的选 择性这对矛盾不能兼顾。
第一章
选频回路与阻抗变换
参差调谐放大器:采用单调谐回路和双调谐回路组成的 参差调谐放大器的频率特性
第一章
选频回路与阻抗变换
2.串联谐振回路
根据电路中的对偶定理，对偶关系如下:串联并联L-C, C-L,G-r,V-I分别对偶，所以可以直 接将上面的并联谐振回路的特性推广到串联谐 振回路中。
第一章
选频回路与阻抗变换
第一章
选频回路与阻抗变换
1.2.2 选频特性 1.并联谐振回路
并联谐振回路的阻抗或输出电压随输人信 号频率而变化的特性称为回路的选频特性。分 析选频特性，也就是分析不同频率的输人信号 通过回路的能力。写出图1.2.1所示并联谐振回 路的输出电压表达式如下:
第一章
阻抗匹配和阻抗变换是什么-阻抗变换和阻抗匹配的详细概述
阻抗匹配和阻抗变换是什么?阻抗变换和阻抗匹配的详细概述阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态，它反映了输入电路与输出电路之间的功率传输关系。
当电路实现阻抗匹配时，将获得最大的功率传输。
反之，当电路阻抗失配时，不但得不到最大的功率传输，还可能对电路产生损害。
阻抗匹配常见于各级放大电路之间、放大器与负载之间、测量仪器与被测电路之间、天线与接收机或发信机与天线之间，等等。
例如，扩音机的输出电路与扬声器之间必须做到阻抗匹配，不匹配时，扩音机的输出功率将不能全部送至扬声器。
如果扬声器的阻抗远小于扩音机的输出阻抗，扩音机就处于过载状态，其末级功率放大管很容易损坏。
反之，如果扬声器的阻抗高于扩音机的输出阻抗过多，会引起输出电压升高，同样不利于扩，音机的工作，声音还会产生失真.因此扩音机电路的输出阻抗与扬声器的阻抗越接近越好。
又例如，无线电发信机的输出阻抗与馈线的阻抗、馈线与天线的阻抗也应达到一致。
如果阻抗值不一致，发信机输出的高频能量将不能全部由天线发射出去。
这部分没有发射出去的能量会反射回来，产生驻波，严重时会引起馈线的绝缘层及发信机末级功放管的损坏。
为了使信号和能量有效地传输，必须使电路工作在阻抗匹配状态，即信号源或功率源的内阻等于电路的输人阻抗，电路的输出阻抗等于负载的阻抗。
在一般的输入、输出电路中常含有电阻、电容和电感元件，由它们所组成的电路称为电抗电路，其中只含有电阻的电路称为纯电阻电路. 下面对纯电阻电路和电抗电路的阻抗匹配问题分别进行简要的分。
1、纯电阻电路在中学物理电学中曾讲述这样一个问题：把一个电阻为R的用电器，接在一个电动势为E、内阻为r的电池组上(见图1)，在什么条件下电源输出的功率最大呢?当外电阻等于内电阻时，电源对外电路输出的功率最大，这就是纯电阻电路的功率匹配。
假如换成交流电路，同样也必须满足R=r这个条件电路才能匹配。
2、电抗电路电抗电路要比纯电阻电路复杂，电路中除了电阻外还有电容和电感.元件，并工作于低频或高频交流电路。
阻抗变换器
简介
阻抗变换器的作用是解决微波传输线与微波器件之间匹配的，在通常情况下，同轴传输线的阻抗为75Ω，而 与馈线相连的极化分离器和波道滤波器的输入输出阻抗为50Ω。
按结构可分为同轴线阻抗变换器、矩形波导阻抗变换器、带状线和微带线阻抗变换器；按阻抗变换的规律可 分为阶梯阻抗变换器和渐变式阻抗变换器。阶梯阻抗变换器又可分为最大平坦式及切比雪夫式阻抗变换器。
主要原理
在微波传输线的负载不匹配，或者不同特性阻抗的传输线相连时，由于产生反射，使损耗增加、功率容量减 小、效率降低。为了解决这些问题，可在两者之间连接阻抗变换器。阻抗变换器就是能够改变阻抗大小和性质的 微波元件，一般由一段或几段不同特性阻抗的传输线所构成。
图1左是几种单阶阻抗变换器及其简化等效电路，分别是波导型、同轴线型和微带线型。令各种传输线左、右 两端的特性阻抗为Ze1、Ze2，利用λp/4阻抗变换器的特性便可实现这两段传输线的匹配。λp/4阻抗变换器的特 性阻抗为
对于波导宽壁尺寸口相同，窄壁尺寸分别为b1和b3的两段矩形波导，若在它们中间加一段长度为λp0/4，波 导宽壁尺寸为a，窄壁尺寸b2的波导段，则必须满足
才能使两段矩形波导获得匹配，如图2(a)所示。同理图2(b)和图2(c)分别表示同轴线和微带线单节λp0/4阻抗 变换器的典型结构示意图。
二、多节λ/4阶梯阻抗变换器
的应用
1．不同特性阻抗的传输线的连接
四分之一波长单节阻抗变换器的应用实例如图3左所示，它用来连接两段特性阻抗分别为Z1、Z2的传输线。 变换器的特性阻抗在同轴线情况或波导情况下变换段的尺寸。
单节变换器只能在一个频率点上(相应于变换段电长度刚好为π/2的那个频率)才是完全匹配的，而只在该频率 附近的一个很窄的频带内有近似的匹配。前面已指出，为了展宽变换器的工作带宽，可以采用多节变换器。在N 节变换器中，通过合理选择每节的特性阻抗Zn或反射系数ρn，就可以在N个频率点上获得全匹配，从而使变换器 总的频带得到增加。至于ρn的具体选择，可以按二项式分布来确定，也可以按切比雪夫分布来确定，后者能比前 者获得更好更宽的带宽。在多节变换器中，当把节数无限增加而保持总长度不变时，变换器由不连续的阶梯过渡 转化为连续光滑变化的渐变过渡(见图3右)，这种渐变最简单的就是线性变化，但用指数渐变或三角函数分布渐变 效果会更好。渐变段越长，匹配越好，带宽也越宽。更为理想的是切比雪夫渐变线，将切比雪夫阶梯变换器的节 数无限增加而每节的长度无限缩短，使总长度不变，就得到了切比雪夫渐变变换器。在同样长度下，这种渐变线 可以做到在给定长度下反射最小；反之在给定反射下，它需要的变换段长度最短。事实上，在合理设计下，波导 截面的变化，甚至轴线的变化，连续变化的性能总可以比不连续的变化好，可以说是一个普遍的规律。对阻抗变 换器是如此，对上节介绍过的弯波导、扭波导等也是如此。切比雪夫函数在微波元件的设计中应用十分广泛，不 仅在阻抗变换器的设计中，也在滤波器、定向耦合器等设计中用来增加元件的工作频率范围。
1234串、并联阻抗等效互换与抽头变换双调谐
按幅频特性对滤波器的分类
A ( jω ) A ( jω )
低通 高通
ω
A ( jω ) A ( jω )
ω
带通
带阻
ω
ω
按所用器件的特点对滤波器分类
无源滤波器
由无源器件构成（电阻、电感和电容组成的RLC滤 波器）
晶体滤波器
利用石英晶体薄片构成
声表面波滤波器(SAW)
利用压电效应构成的。
有源滤波器
在所构成的滤波器中，除无源器件外还含有放大器 等有源电路。
相对衰减 衰减特性 ( jω ) Vo ( jω )
x(t )
延时与失真
τ
t
信号与延时后的信号（已知一信号是另一信 号的延时）
信号描述： 延时信号： 瞬时相位： 延时量：
x(t ) = A cos(ϕ (t )) = A cos(ωt ) x1(t) = A cos[ϕ1(t)] = x(t − τ ) = A cos(ω(t − τ ))
2串 § 1. 2串、并联阻抗等效互换
1 串、并联等效互换的模型电路
A X1
RX R1
A
X2 B
R2
B
为了分析电路的方便， 为了分析电路的方便 ，常需把串联电路变换为并联电 路。其中 X1 为电抗元件（纯电感或纯电容） Rx 为 X 1 的 为电抗元件（纯电感或纯电容） ， 串联的外接电阻， 损耗电阻； 损耗电阻； R1 为与 X 1 串联的外接电阻， X 2 为转换后的 电抗元件， 为转换后的电阻。 电抗元件， R2 为转换后的电阻。
+ + Uab
-
+ + Ucb
-
Udb
-
Udb
-
阻抗变换
1变压器的简介变压器是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件, 它具有变压、 变流和变阻抗的作用。
变压器的种类很多, 应用十分广泛。
比如在电力系统中用电力变压器把发电机发出的电压升高后进行远距离输电, 到达目的地后再用变压器把电压降低以便用户使用, 以此减少传输过程中电能的损耗; 在电子设备和仪器中常用小功率电源变压器改变市电电压, 再通过整流和滤波, 得到电路所需要的直流电压; 在放大电路中用耦合变压器传递信号或进行阻抗的匹配等等。
变压器虽然大小悬殊, 用途各异, 但其基本结构和工作原理却是相同的。
1.1变压器的工作原理变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等，变压器常用的铁心形状一般有E 型和C 型铁心。
变压器是利用电磁感应原理将某一电压的交流换成频率相同的另一电压的交流电的能量的变换装备。
变压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组，如图（1）所示。
一个绕组接电源，称为原绕组（一次绕组、初级），另一个接负载，称为副绕组（二次绕组、次级）。
原绕组各量用下标1表示，副绕组各量用下标2表示。
原绕组匝数为1N ，副绕组匝数为2N 。
图（1）变压器结构示意图1.1.1 电压变换当一次绕组两端加上交流电压u 1时，绕组中通过交流电流i 1，在铁心中将产生既与一次绕组交链，又与二次绕组交链的主磁通φ。
m1144.4⋅⋅Φ-=f N j E （1-1-1）1111.1111.)(⋅⋅⋅+-=++-=I Z E I jX R E U （1-1-2）m2244.4⋅⋅Φ-=f N j E （1-1-3）2222.2222.)(⋅⋅⋅-=+-=I Z E I jX R E U （1-1-4）k N N E E U U ===212121 （1-1-5）k U U 12=（1-1-6）说明只要改变原、副绕组的匝数比,就能按要求改变电压。
1.1.2 电流变换变压器在工作时，二次电流2I 的大小主要取决于负载阻抗模|1Z |的大小，而一次电流1I 的大小则取决于2I 的大小。
传输线阻抗变换公式
传输线阻抗变换是在电磁传输线中进行信号匹配的一种技术，用于确保信号在传输线上的有效传输和最小反射。
当信号从一个传输线传输到另一个阻抗不匹配的传输线时，就需要进行阻抗变换。
在传输线阻抗变换中，常用的公式是反射系数的阻抗变换公式。
反射系数描述了信号的一部分被反射回原始传输线的比例，而阻抗变换公式可以用来计算反射系数。
假设有两个传输线，第一个传输线的特性阻抗为 Z1，第二个传输线的特性阻抗为 Z2。
当信号从第一个传输线传输到第二个传输线时，我们希望最小化反射，即使得反射系数尽可能接近于零。
阻抗变换公式如下：\[ \Gamma = \frac{Z2 - Z1}{Z2 + Z1} \]其中，Γ表示反射系数，Z1 和 Z2 分别表示两个传输线的特性阻抗。
根据阻抗变换公式，当特性阻抗 Z2 和 Z1 相等时，反射系数为零，即不存在反射。
这种情况下，两个传输线之间达到了完全匹配，信号可以无反射地传输。
当 Z2 大于 Z1 时，反射系数为正值，表示部分信号会反射回第一个传输线。
当Z2 小于 Z1 时，反射系数为负值，同样表示部分信号会反射回第一个传输线。
在这两种情况下，阻抗变换可以减小反射并优化信号传输。
为了实现阻抗变换，可以使用不同的技术和元件，例如阻抗转换器、阻抗匹配网络等。
这些技术和元件可以根据特定的设计要求来选择，以实现所需的阻抗变换效果。
需要注意的是，阻抗变换公式仅适用于单频率的情况。
在实际应用中，需要考虑传输线的特性阻抗随频率的变化，以及多频率信号的传输。
针对复杂情况，可能需要使用更高级的技术和工具进行阻抗匹配和变换。
综上所述，传输线阻抗变换公式是用于计算反射系数的一种公式，用于在阻抗不匹配的传输线之间实现信号的匹配和传输。
该公式可以帮助工程师在电磁传输线设计中进行阻抗变换的计算和优化。
阻抗变换原理
阻抗变换原理
阻抗变换原理，又称为阻抗匹配原理，是电路中常用的一种技术，用于将电路的输入和输出阻抗匹配，以提高电路的性能和效果。
阻抗变换的基本原理是利用电路元件的特性，将一种阻抗转换为另一种阻抗，使得输入阻抗和输出阻抗之间能够达到最佳匹配。
这种匹配可以通过适当地选择电阻、电容、电感等元件的数值来实现。
在电路中，当输入和输出之间的阻抗不匹配时，会出现反射和功率损耗等问题。
阻抗变换可以通过将输入和输出之间的阻抗变换为相等或者接近的数值，减小阻抗不匹配带来的问题。
阻抗变换常用于放大器、滤波器、天线系统等电子电路中。
在放大器中，阻抗变换可以提高输入和输出之间的耦合效率，增加信号的传输效果。
而在滤波器中，阻抗变换可以实现滤波器对特定频率范围的阻抗适配，提高滤波器的精确度和性能。
总之，阻抗变换原理是一种重要的电路设计技术，能够利用电路元件的特性，实现输入和输出阻抗之间的匹配，从而提高电路的性能和效果。
通过合理选择电阻、电容、电感等元件的数值，能够实现阻抗的变换，使得电路能够更好地适应不同的工作条件和需求。
渐变式阻抗变换原理
渐变式阻抗变换原理渐变式阻抗变换原理导语：在电气工程领域中，渐变式阻抗变换原理是一种重要的技术，它可以实现不同电路之间的电阻匹配。
本文将介绍渐变式阻抗变换原理的基本概念和工作原理，同时探讨其在实际应用中的意义和影响。
一、什么是渐变式阻抗变换原理1.1 渐变式阻抗变换原理的定义渐变式阻抗变换原理是一种电气工程领域中常用的技术，它基于一种特定的电路设计，可以将一个电路的阻抗值变换为另一个电路的阻抗值，从而实现电路之间的匹配。
渐变式阻抗变换原理通常使用变换器或转换器来实现。
1.2 渐变式阻抗变换原理的基本原理渐变式阻抗变换原理的基本原理是通过逐渐变化电路的参数来实现阻抗的变换。
其中，渐变可以指参数的线性变化、非线性变化或离散变化。
通过逐渐改变电路的参数，可以实现电阻的匹配，达到阻抗变换的目的。
二、渐变式阻抗变换原理的应用2.1 渐变式阻抗变换原理在通信系统中的应用在通信系统中，渐变式阻抗变换原理非常重要。
通信系统中的不同模块之间常常存在阻抗不匹配的情况，导致信号传输的损耗增加。
通过使用渐变式阻抗变换原理，可以降低信号传输中的损耗，提高通信质量。
2.2 渐变式阻抗变换原理在电力系统中的应用在电力系统中，渐变式阻抗变换原理也有广泛的应用。
电力系统中的不同组件之间需要保持一定的阻抗匹配，以确保电力的传输和分配效率。
通过使用渐变式阻抗变换原理，可以实现不同组件之间的阻抗匹配，提高整个电力系统的运行效果和稳定性。
三、个人观点和理解渐变式阻抗变换原理在电气工程领域中扮演着重要的角色。
通过逐渐改变电路的参数，可以实现电阻的匹配和阻抗的转换，从而提高信号传输的质量和系统的稳定性。
在实际应用中，渐变式阻抗变换原理具有很大的灵活性和适应性，可以根据不同的场景和需求进行调整和优化。
渐变式阻抗变换原理还有很大的研究空间。
通过深入研究渐变式阻抗变换原理的机制和原理，我们可以更好地理解其应用和优化方式，为电气工程领域的发展做出更大的贡献。
变压器运行时阻抗变换的基本公式
变压器运行时阻抗变换的基本公式下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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高频电子线路课件：阻抗变换电路
【例1.4】已知电阻性负载为R2，现利用图例1.4（a）所示 T型网络使该负载在工作频率f0处转换为R1，应该怎样确定三 个电抗元件的值？
Cs
Ls
Cs
Ls
R1
CP
R2
R1
L1
C1
R2
Re
(a)
(b)
图例1.4
解：（a）图所示T型网络可以分解为两个倒L型网络的组 合。由于串联臂上是异性质的元件Cs和Ls，故Cp应该等效分解 为两个异性质的元件L1和C1的并联，才能满足倒L型网络的组 成要求，如（b）图所示。设Q1、 Q2分别是左、右两个倒L型 网络的Q值，Re是负载R2在工作频率处经右网络转换后的等效 电阻，也就是左网络的等效负载。 由网络结构可知， 在工作频 率处， 左网络可以减小负载电阻的等效值， 而右网络可以增大 负载电阻的等效值。
交流电压的频率等于晶体的固有频率时, 晶体片的机械振动最
大, 晶体表面电荷量最多, 外电路中的交流电流最强, 于是产
生了谐振。
▪
某些常用的陶瓷材料（如锆钛酸铅， 即PbZrTiO3）与
石英晶体一样，也具有类似的压电效应和谐振特性。
▪ 当输入电信号的频率与这些陶瓷材料（或石英晶体）的固 有频率一致时，会产生谐振。所以，压电陶瓷片和石英晶体均 具有谐振电路的特性， 其空载品质因数可达几百以上， 选择性 非常好。用压电陶瓷片和石英晶体分别可以做成陶瓷滤波器和 晶体滤波器。
图 1. 1.7 自耦变压器阻抗变换电路
图1.1.7(a)所示为自耦变压器阻抗变换电路，（ｂ）图所示
为考虑次级负载以后的初级等效电路，ＲL′是ＲL等效到初级的
电阻。在图中，负载ＲL经自耦变压器耦合接到并联谐振回路上。
设自耦变压器损耗很小，可以忽略，则初、次级的功率P1、P2
阻抗变换网络
阻抗变换几乎每本介绍与高频相关的书都会涉及到阻抗变换这个概念，但大都只是蜻蜓点水，介绍得都不太详细，而且对于阻抗变换的计算也一直是困扰大家的一个问题，我在这里针对这个问题谈谈自己的理解；阻抗变换网络的种类很多，在这里我重点说一下抽头式、L型、π型、T型阻抗变换网络。
说一下他们的区别与联系。
以下图片除去信号源及内阻和负载后，剩下的才是L型网络的庐山真面目；L型()a()b()c()d()e()f()g()hL 型网络是最基本的阻抗变换网络，它分为两类：第一类即网络中电感和电容都有（即上图前四个），这些基本单元可以再搭建出各种T 型网络，π型网络甚至更为复杂的滤波匹配网络；第二类是只含有电容或电感（即上图后四个），这些是抽头式阻抗变换网路的主要构成部分，也参与组成T 型或π型网络等；以上L 网络进行阻抗变换的根基都是串并联阻抗互换公式；串并联阻抗互换公式书本上都会有比较详细的介绍；这里就不再赘述；第一类L 型阻抗变换如图（a ）：要将信号源内阻Rs 与负载RL 匹配计算过程如下。
已知：将信号源Rs 与负载RL 在频率为f 时进行匹配；解：第一类L 型网络在在进行阻抗变换时，为了达到阻抗匹配，那么左边的电抗与电阻的品质因数应当与右边的电抗与电阻的品质因数相等，否则无法达到匹配。
如图左边的Rs 与L 串联，由串联转换为并联的阻抗变换公式知；()2211L L LZ Rs R Rs Rs Q R ⎡⎤⎛⎫+=⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦+= 即 则：1LR Q Rs=- 然后可求得：LR Zc Q=L Z Rs Q =• 则：12C Zc f π=•2LZ L fπ=一旦知道了Rs 和RL ，那么两边的品质因数便确定了，那么匹配网络的带宽也便确定了，它是窄带变换网络，此网络只可以使得小的Rs 与大的RL 相匹配，反之则不行。
因为10RLRs->。
其他三种的计算方式与此相同，这里就不再赘述。
()a第二类L 型阻抗变换如图（b ），这是典型的抽头式阻抗变换网络，也可以把它看成π型阻抗变换网络，而其中最重要的部分便c1与c2构成第二类L 型阻抗变换网络。
阻抗变换原理
B
消
⑵ 安装磁屏蔽罩
磁屏蔽原理
中周的屏蔽罩
3．变压器 变压器是利用互感原理制成的一种静止电
器。它可以根据需要把一定数值的交流电压变 换成另一种数值的交流电压，而它们的频率保 持不变。
变压器的作用：变电压、变电流、变阻 抗、变相位。
（1）变压器的基本结构 由闭合的软磁铁心和绕在铁心上的线圈组成，
一次绕组：接交流电源。 二次绕组：接负载。
变压器的铁心因绕组放置的位置不同，可分 成心式和壳式两种形式。
心式
壳式
变压器的结构形式
（2）变压原理
变压器一次、二次绕组的电压比等于它们 的匝数比，即：
U1 N1 n U2 N2
比值n称为变压比或匝数比，简称变比。可 见，对升压变压器n<l；对降压变压器n>1。
常见的变压器
常见的电源变压器
行输出变压器
（3）变流原理 当变压器只有一个二次绕组时，应满足：
U1I1= U2I2 U1 N1 I2 =n U2 N2 I1 上式表明，变压器有载时，一次、二次绕组 中的电流与一次、二次绕组的电压（或匝数）成 反比。
[例5－2]
一台单相变压器的一次电压U1=3kV，变比 n=15，求二次电压U2为多大？当二次电流 I2=60A时，一次电流为多大？
自感一样，也是H。
二、互感线圈的同名端
由于线圈绕向一致而产生感应电动势的极性始 终保持一致的接线端称为线圈的同名端，用“·” 或“﹡”表示。
三、互感应用举例
1．涡流
涡流
电磁炉的工作原理
减小涡流的措施:
天线磁棒的磁芯
电源变压器的铁心
2．磁场的屏蔽 ⑴ 将两个线圈垂直放置
线圈A产生的磁通不能进入线圈 线圈B产生的磁通在线圈A中相互抵
变压器的阻抗变换关系
变压器的阻抗变换关系
如图6-3 所示，当变压器的次级负载阻抗Z2 发生变化时，初级阻抗Z2会立即受到次级的反射而变化。
这种阻抗的变化关系，可以通过下面公式的推导得出。
根据欧姆定律，下式成立:
如果不考虑变压器的损耗，则输入功率P1等于输出功率P2，即
从上面的公式推导可以得出.变压器的初、次级阻抗比等于初、次级匝数比的平方。
因此，变压器可以通过改变初、次级匝数的方法居到变换阻抗的作用。
当电子电路输入端阻抗与信号源、内阳相等时，信号掘可以把信号功率最大限度地传送给电路。
当负载阻抗与电子电路的输出阻抗相等时，负载上得到的功率最大。
这种情况在电子电路中称为阻抗匹配变压器的阻抗变换功能，在阻抗匹配中可发阵作用。
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串并联支路的阻抗变换
串并联支路的阻抗变换
内容:
串并联支路的阻抗变换是电路分析中的一个重要概念。
它用于将复杂的电路简化为等效电路,以便更容易分析电路中的电流和电压。
串联支路的阻抗可以用其各分支阻抗的代数和来表示。
例如,若支路1的阻抗为Z1,支路2的阻抗为Z2,则两个串联支路的等效阻抗为Z=Z1+Z2。
并联支路的阻抗可以用各分支阻抗的倒数之和的倒数来表示。
例如,若支路1的阻抗为Z1,支路2的阻抗为Z2,则两个并联支路的等效阻抗为Z=(1/Z1+1/Z2)^-1。
利用这两条规律,可以将任意复杂的电路简化为一个等效阻抗。
这在分析含有多个电阻器的电路时特别有用。
串并联支路阻抗变换法还可以扩展到电感、电容和更复杂的含有源的电路。
掌握串并联支路的阻抗变换是学习电路分析的重要一步。
GHZ微带渐变阻抗变换器设计报告
微带渐变阻抗变换器设计报告一、设计任务名称：设计一个工作频率为，输入阻抗为50Ω，输出阻抗为30Ω的阻抗变换器。
主要技术指标：S11低于-20dB,S21接近,re(Z0)接近50Ω,VWAR接近1。
二、设计过程1.原理：1．1 阻抗匹配的概念阻抗匹配元件在微波系统中用的很多，匹配的实质是设法在终端负载附近产生一新的反射波，使它恰好和负载引起的反射波等幅反相，彼此抵消，从而达到匹配传输的目的。
一旦匹配完善，传输线即处于行波工作状态。
在微波电路中，常用的匹配方法有：（1）电抗补偿法：在传输线中的某些位置上加入不消耗的匹配元件，如纯电抗的膜片、销钉、螺钉调配器、短路调配器等，使这些电抗负载产生的反射与负载产生的反射相互抵消，从而实现匹配传输，这些电抗负载可以是容性，也可以是感性，其主要有点是匹配装置不耗能，传输效率高。
（2）阻抗变换法：采用λ/4阻抗变换器或渐变阻抗变换器使不匹配的负载或两段特性阻抗不同的传输线实现匹配连接。
（3）发射吸收法：利用铁氧体元件的单体传输特性（如隔离器等）将不匹配负载产生的反射波吸收掉。
传输线的核心问题之一是功率传输。
对一个由信号源、传输线和负载构成的系统，希望信号源在输出最大功率的同时负载能全部吸收，以实现高效稳定的传输。
这就要求信号源内阻与传输线阻抗实现共轭匹配，同时要求负载与传输线实现无反射匹配。
.阻抗匹配的方法阻抗匹配的方法是在负载与传输线之间接入匹配器，使其输入阻抗作为等效负载与传输线的特性阻抗相等。
图3-1 阻抗匹配匹配器是一个两端口的微波元件，要求可调以适应不同负载，其本身不能有功率损耗，应由电抗元件构成。
匹配阻抗的原理是产生一种新的反射波来抵消实负载的反射波(二者等幅反相)，即“补偿原理”。
常用的匹配器有有λ/4阻抗变换换器和支节匹配器。
本论文主要采用λ/4阻抗变换器。
. λ/4阻抗变换器λ/ 4阻抗变换器是特征阻抗通常与主传输线不同、长度为λ/ 4的传输线段，它可以用于负载阻抗或信号源内阻与传输线的匹配，以保证最大功率的传输；此外，在微带电路中，将两段不同特性阻抗的微带线连接在一起是为了避免线间反射，也应在两者之间加四分之一波长变阻器。
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目录 第一章 绪论 ....................................... 1
第 1.1 节 微波渐变阻抗变换器的研究背景 ................... 1 第 1.2 节 微波渐变阻抗变换器的研究思路 ................... 2 第 1.3 节 软件介绍 ....................................... 2 第 1.4 节 论文的结构 ..................................... 2
第 1.4 节 论文的结构
第一章为绪论，阐述了课题研究的背景，研究的思路，设计过程中所用软件的简单介 绍。 第二章对微波渐变阻抗变换器进行了理论分析，包括传输线理论，阻抗变换器，渐变 阻抗变换器的理论分析。 第三章介绍了微波渐变阻抗变换器的设计与调试，包括对微带线的设计与仿真，加入 阻抗变换器之后的整个系统的设计与仿真，根据模型图制作成实物并调试的过程。
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天线是一种特定的阻抗匹配器，实现射频 /微波信号在封闭传输线和空气媒质之间的 匹配传输。
第 1.2 节 微波渐变阻抗变换器的研究思路
在微波系统中，消除或降低反射波的问题一直是微波技术（当然也包括其他各频段的 传输系统）中的重要技术课题。微波系统造成反射的因素很多，如负载阻抗与传输线的波 阻抗不相等；同类型的不同型号的传输线连接；不同类型的传输线连接；传输线中接入各 种必要的元器件等。传输线上反射波的存在使传输线的工作状态变坏；负载得到的信号功 率减小；系统的工作容量降低；传输信号的波形也要受到影响。为了达到消除或减小反射 波的目的，在传输线的适当位置加入调配元件或网络，以它们产生的新的反射波去抵消传 输线上原有的反射波，从而实现匹配，微波渐变阻抗变换器则是采用了这一思想。
第 1.3 节 软件介绍（可适当详细一些）
微波的波长极短，它与使用的元件、设备的尺寸相当，不能用像在低频电路中研究的 方法来研究，必须用分布参数和场的观点来研究。HFSS 能够高效地设计各种高频结构， HFSS 是美国 Ansoft 公司开发的一款基于电磁场有限元法的全波三维电磁软件，可为天线 及其天线系统设计提供全面的解决方案，精确仿真计算出天线的各种性能，包括二位和三 维远场/近场辐射方向图、天线增益、轴比、半功率波瓣宽度、内部电磁场分布、天线阻抗、 电压驻波比、以及 S 参数等。
第 3.1 节 微带线的阻抗特性的设计与仿真 ................... 5 第 3.3 节 制作实物与调试 .................................12
结论与讨论 ....................................... 13 参考文献 ......................................... 14 致谢 ............................................. 15
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第二章 微波渐变阻抗变换器的分析
第 2.1 节 传输线(微带线)分析（公式的标号要加括号）
用来传输电磁能量和信息的线路称为传输线，由于微波频率很高，频率范围较宽，应 用要求各异，因此微波传输线的种类很多。传输ＴＥＭ波平行双线、同轴线、带状线、微 带线等；传输 TE 波和 TM 波：矩形波导、圆波导等；混合型传输线：介质波导、镜像线 等，本文主要对微带线进行了研究。 微带线的结构如图 2-1（a）所示，由厚度 t、宽度为 W 的导带下金属接地板组成，导 带和接地板之间是εr 的介质基片，本次设计中采用了εr=4.4。微带线目前是混合微波集 成电路和单片微波集成电路中使用最多的一种平面传输线，它可用光刻工艺制作，且容易 与其他无源微波电路和有源微波器件连接，实现微波电子系统的小型化、集成化。
第二章 微波渐变阻抗变换器的分析 ................... 3
第 2.1 节 传输线(微带线)分析 ............................. 3 第 2.2 节 阻抗变换器(渐变阻抗变换器)分析 ................. 4
第三章 微波渐变阻抗变换器的设计与调试 ............. 5
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第一章 绪论（有些东西可以放到后面，仔细想一下论文结构 1.2 节的研究思路其实是阻抗匹配的理论原理，可放到第二 章适当位置，软点写阻抗匹配的应用）
微波是电磁波谱中介于超短波与红外线之间的波段，它属于无线电波中波长最短的波 段，其频率范围从 300MHz（波长 1m）～3000GHz（波长 0.1mm） ，是分米波、厘米波、毫 米波、亚毫米波的统称。引导电磁波传播的机构统称为传输线，传输线有多种，如平行双 线、同轴线、微带线、金属波导管及光导纤维等。一个微波系统，除了微波传输线还应具 有各种功能的元件和器件来共同组成，微波元件泛指能够控制导行电磁波的模式、极化方 向、幅值、相位及频率等的无源装置，其各种控制作用是通过装置的边界（形状和尺寸） 、 填充媒质的变化—不均匀或不连续来实现的，即构成微波元件的基础是微波传输线（波导 和微带线等） ，因此也可以把微波元件称作不规则波导，以示与微波传输线的区别和联系。 微波元件种类很多，包括连接匹配元件、功率分配元器件、微波谐振器件、微波铁氧体器 件。连接匹配元件包括终端负载元件、微波连接元件以及阻抗匹配元件三大类。终端负载 元件是连接在传输系统终端实现终端短路、匹配或标准失配等功能的元件; 微波连接元件 用以将作用不同的两个微波系统按一定要求连接起来 ,主要包括波导接头、衰减器、相移 器及转换接头等 ; 阻抗匹配元器件是用于调整传输系统与终端之间阻抗匹配的器件 , 主 要包括螺钉调配器、多阶梯阻抗变换器及渐变型变换器等。 金属波导传输系统具有结构牢固、功率容量大、损耗小等优点，其缺点是体积大、笨 重、加工成本高、工作频带较窄、不可集成化等。随着通信、航空、航天事业的迅猛发展， 对微波设备提出了体积小、重量轻、性能稳、一致性好、成本低的要求，促成了微波技术 与半导体器件及集成电路的结合，产生了微波集成电路。集成元件必须具有平面型结构， 以便可通过调整单一平面尺寸来控制其传输特性，微带线具有这些特点，因而在广泛应用 于微波集成电路中。 阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态，它反映了输入电路与输出电路之间的 功率传输关系，当电路实现阻抗匹配时，将获得最大的功率传输。反之，当电路阻抗失配 时，不但得不到最大的传输功率，还可能对电路产生损害。阻抗匹配常见于各级放大电路 之间、放大器与负载之间、测量仪器与被测电路之间、天线与接收机或发信机与天线之间 等等。
[Abstract]: microwave system, especially in the microwave transmission system, impedance transformation is an important practical problems in microwave technology. In practical application, the two section of the characteristic impedance of different transmission line if directly connected, the connection will produce a reflection, in order to eliminate the reflection, in connection to insert a transformer to achieve matching. Impedance converter is divided into two categories: stepped impedance transformer and gradual change impedance converter, gradual change impedance converter is a further generalization of stepped impedance transformer, the purpose is to obtain better bandwidth matching performance. In this paper, have a theoretical analysis and Simulation Analysis on Microwave graded impedance converter and design a 2.4GHz operating frequency with input impedance of 50 ohms and output impedance is 30 ohms impedance converter. The paper includes the following parts:
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The first part, the paper introduces the transmission line theory, including transmission line type, structure, performance, focuses on the microstrip line, because the microstrip line is an important part of gradual change impedance converter. The second part, the paper introduces the microwave components in theory.There are many kinds of microwave components .In this paper, focuses on the analysis of the gradual change impedance converter. The third part, through the simulation software, the simulation results are in good agreement compared with the theoretical value.Then make software model into real and debugging analysis. Finally, the paper summarizes all the work and conclusions. [keyword]: microstrip line impedance converter gradient