微波复习(总结版)资料讲解

1、 传输线阻抗公式

2、半波长阻抗重复性

3、1/4波长阻抗倒置性

4、 反射系数

1）定义：反射波与入射波之比

tan ()tan L c in c

c L Z jZ l

Z l Z Z jZ l

ββ+=+(()

2

in in Z l n

Z l λ

+=2

[(21)4()

c in in Z Z l n Z l λ

++=

2-Γ=Γj l

L e βin C

in C

Z Z Z Z -Γ=

+L C L L C

Z Z Z Z -Γ=

+(1)()(1)

in C

Z z Z +Γ=-Γ

2）无耗传输线上反射系数的模不变

5、 驻波比

1）定义：电压或电流波的最大值与电压或电流波的最小值之比

特性阻抗和传播常数是反映传输线特性的特征量 6、 行波状态(匹配状态)

当Z L =Z C 时， ，亦即匹配时：

无反射波，即行波状态

电压与电流同相 在时域

Γ=ΓL

max min 11U U ρ+Γ==

-Γ

0L Γ=00j z j z c c

U U U e

U U I e Z Z ββ++-+-====

()()

()()

00,cos 1,,c

u t z U t z i t z u t z Z ωβϕ+

=-+=0

1C

U U I U Z +

+

==

电压电流振幅沿线不变

相位随线长增加而连续滞后

阻抗沿线不变，等于特性阻抗

负载吸收了全部功率

行波状态即传输线匹配状态，这时传输效率最高、功率容量最大、无反射，是传输系统追求的理想状态。

7、 驻波状态（全反射） 1）、短路线

负载端短路 －全反射。 短路时，反射系数为－1 Z=0处（负载端）, UL=0

0z

θϕβ=-1

,0==Γρin L c

Z Z Z ==in L P P P +==0,1

L L Z =Γ=-0000()2sin 2()cos j z j z j z j z

c c

U U e e jU z

U U I e e z

Z Z ββββββ+-+++-=-=-=+=

离负载L 处（Z=-l ），有

短路线的几个特点：

➢ 电压、电流的驻波分布：随时间变化时具有 固定的波腹、波节点。这是因为反射波与入 射波振幅相等，在波节点参考相位相反，相 互抵消，在波腹上相位相同，相互叠加。

➢ 电压与电流相位差π/2，故电压波腹点对应

22(2)

tan 0

()11in c in j l j l j l L L L

U

Z jZ l I P l e e e ββπββρ--±-=

==Γ=Γ=-=+Γ==∞

-Γ

电流波节点，反之亦然，故无能量传输。

➢ 波腹、波节点交替出现，间隔λ/4。

❖ 短路线的输入阻抗为纯电抗

这种特性使其常用于射频电路的电抗元件。

特定长度的短路线会呈现谐振特性

这种特性使得1/4波长或半波长短路线在射频电路中可以用作谐振器。 2）、开路线

负载端开路， —— 全反射

,1L L Z =∞Γ=0022cos 2sin ()0

c

in c j l

in U U l U I j l

Z Z jZ ctg l

l e P ββββρ++

-===-Γ==∞=根据阻抗的λ/4倒置性，开路可看

作一段λ/4长短路线，所以将短路线的驻波曲线沿传输线移动λ/4的距离便可得到开路线的驻波曲线。

3）、行驻波状态（部分反射）

定义：可见这时线上既有行波分量也有驻波分量，故称为行驻波状态

电压振幅为最大值(波腹)

电压振幅为最小值(波节)

1）纯阻性负载

当 时

是<0的实数

负载端为电压波节点。（极限情况为短路）

42

L l n φλλ

π=

+(21)44

L l n φλλπ=

++c

L L Z R Z <=L j L C

L L L C R Z e R Z φ-Γ=Γ=

+,L

L L φπ=Γ=-Γρ→∞

当 （纯电阻负载）时

是>0的实数

负载端为电压波腹点。（极限情况为开路）

❖ 当负载为感性阻抗时，离开负载第一个出现的是电压波腹点、电流波节点(U 曲线斜

率为负)。

❖ 当负载为容性阻抗时，离开负载第一个出现的是电压波节点、电流波腹点(U 曲线斜

率为正)。

c L L Z R Z >=L

j L C

L L L C R Z e R Z φ-Γ=Γ=+0,L

L L φ=Γ=Γ

在行驻波电压波腹点（也是电流波节点）有

在波腹点，阻抗为实数，且与特性阻抗成正比，比例系数为驻波比 同理，在电压波节点（电流波腹点）有

在波节点，阻抗为实数，且与特性阻抗成正比，比例系数为驻波比的倒数。

例3 一无耗传输线特性阻抗ZC=300Ω ，终端接一未知负载ZL ，电压驻波比ρ=2 ，离负载0.3λ处为第一个电压最小点，求

（1）负载端的反射系数； ； （2）负载ZL ；

解：（1）驻波比ρ=2，可得反射系数的绝对值为 ：

11L in c c L

U

Z Z Z I ρ+Γ=

==-Γ/in c Z Z ρ

=11

13

ρρ-Γ=

=

+