第一章 通信电路中的宽带放大器

无损耗线
1.无损耗传输在正弦激励下的稳态解
近似分析的前提：rLwk.baidu.comgC
此时有：jLC ,ZCL/C
故：
U
I
A1ej LCx A2ej LCx
A1 ej LCx A2 ej LCx
ZC
ZC
在传输线上传播的电压波和电流波只有相位的变化，而幅 度保持不变。
令并传在输传线输终线端终电 端压接和上电一流个分等别于为特性U 2 阻和抗I 2 ， ZC L/C 的负载，可得：
即在终端电压反射波变号，而电流反射波不变号
Zid
Ud Id
jZCtanx
无损耗线：终端短路和终端开路的总结
长度 l
0
终端短路 串联谐振
0l
4
感抗
4
并联谐振
l
4
2
容抗
l
2
串联谐振
终端开路
长度 l
终端短路
并联谐振
l 3
2
4
感抗
容抗
l 3
4
并联谐振
串联谐振
3 l
4
容抗
感抗
l
串联谐振
均匀传输线的等效电路
r , L ：分别为导线单位长度的电阻和电感
g , C ：分别为导线单位长度的漏电导和电容
注意：对于一对平行导线，当外加信号从而流过电流时，两根导 线的电流流向相反，因而互感为负，故总的电感是自感与互感相 减。
当信号施加于传输线的左边时，线上的电
压 u 和电流 i 是时间 t 和距离 x 的函数
右端第二项代表由终端向始端传播的反射入射电压波。
I A 1e x A 2e x A 1e x e j x A 2e x e j x
Z C Z C Z C
Z C
右端两项分别代表由始端向终端和由终端向始端传播的电压波。
电压波和电流波之比等于传输线的特性阻 抗Z C
j
ZC
zC e j
：均匀传输线的传播常数 ：均匀传输线的特性阻抗
即在传输线终端出现全反射，电压反射波和入射波大小相等且 相位相同；电流反射波和入射波大小相等且相位相反。
对无损耗线来说，沿传输线的每一点， 电压波和电流波在时间上相位相 差 / 2，且在距离上也是相位相差 / 2
注意：电流、电压的节点、腹点位置
ZiKU IK KjZCctan x
终端短路
此时 Z L 0 ，从而 qu1,qi 1
设计的基础，在微波网络分析中也相当重要。 ❖ 基本思路： 用电磁场理论解出等效分布电路参量；
采用电路理论来分析。 进行阻抗计算（匹配）可用史密斯圆图
❖ 传输线方程 为基本方程，是描述传输线 电压、电流的变化规律及其相互关系的微 分方程。
❖ 可以从场的角度以某种TEM传输线导出， 也可以从路的角度，由分布参数得到的传输 线电路模型导出。
本章先采用电路理论分析，然后对时谐 情况求解，最后研究传输线的特性参数。
第一节：传输线
传输线的分布参数
传输线中各种分布参数产生的原因：电容、电感、串联电阻、并 联电导。 因为这些参数是沿线分布的，这种电路称为分布参数电路。 在一定的工作频率下，某个参数在电路中所起的作用相对较小，可 以被忽略。这就是常见的集总参数。
当负载电阻大于特性阻抗时，电压发射波和电压入射波同相， 电流反射波和电流入射波反相；反之，则… 当传输线上同时存在入射波和反射波时，传输线上会存在波腹和 波节。 电压反射系数与电流反射系数：
quU U 2 2 II2 2Z ZC CZ ZL L Z ZC Cqi
驻波系数： K驻 驻波 波最 最大 小值 值11 qq
I A 1e x A 2e x A 1e x e j x A 2e x e j x
Z C Z C Z C
Z C
注意：为简单起见，已将复数量 U , I 简化 为U , I
U A 1 e x A 2 e x A 1 e x e j x A 2 e x e j x
右端第一项代表由始端 (x 0)向终端(x 0) 传播的入射电压波。随着 x 的增大，e x 项 按指数规律衰减。物理解释是因为 r 和 g 的存在而使能量不断消耗掉； e j x 则代表 随 x 的增大，波的相位不断滞后，这和电 压波由始端向终端前进所需的时间吻合。
章节
第一节 传输线 第二节 宽频带放大器的阻抗匹配 第三节 宽频带放大器的输出级 第四节 传输线变压器 第五节 功率合成器与功率分配器
返回目录
传输线理论----------一维分布参数理论
❖ 电磁场理论： 精确---- 理论上可包含所有路理论
❖ 电路理论： 简单---- 近似 传输线介于二者之间,是微波电路
u i
2U2sin(tLCx) 2U2sin(tLCx)/ZC
传输线终端的阻抗匹配：传输线终端所接负载等于传输线的 特性阻抗。
此时传输线上只有从信号源向负载传输的电压、电流波，称为行 波状态。
传输线终端所接负载和特性阻抗不等时，称为失配。此时传 输线上电压、电流中存在着入射波（由始端向终端传播）和 反射波（由终端向始端传播）。
在 t 时刻，考察点 x 以及点 x dx ，可得
均匀传输线方程：
uriL i, ig uC u
x
t x
t
均匀传输线方程在稳定正弦信号下的解
uriL i, ig uC u
x
t x
t
设输入正弦信号的角频率为 ，并使用复
数来表示正弦电压和电流，可得：
U A 1 e x A 2 e x A 1 e x e j x A 2 e x e j x
2. / 4 无损耗传输线阻抗变换器
可求得输入阻抗为：
Zi Z ZC Lc co oss ll jjZ ZC Lssiin n llZC
l /4 时：
Zi ZC2 /ZL
故而 / 4 的无损耗传输线可以作为阻 抗变换器。
3.终端开路和短路的无损耗传输线
终端开路
此时 Z L ，从而 qu1,qi 1
并联谐振
终端开路 容抗 串联谐振 感抗 并联谐振
➢长度不同的传输线，可以等效为不同的电抗，也可以等效 为短路或开路。
➢在通信电路中，常用传输线来构成谐振回路原件， 因其具有比集中参数元件较高的品质因数。
第一章 通信电路中的宽带 放大电路
概念简介
宽带放大器： ➢以传输线变压器为耦合电路； ➢用于通信中放大已调信号； ➢下截频往往达到若干兆赫，不能用来放大基带信号。 宽带与窄带的区别：
所含频谱带宽与中心频率之比大于0.1即可算作为宽带； 否则为窄带。
问题
通信电路中宽带的含义 传输线方程 阻抗匹配