中北大学微波技术第2章5.ppt

§2-6传输线的阻抗匹配 一、阻抗匹配概念 （－）共轭匹配 共轭匹配要求传输线输入阻抗与信号源内阻互为共轭值。 信号源的内阻为 Zg=Rg+jXg 传输线的输入阻抗为Zin=Rin+jXin （二）无反射匹配 无反射匹配是指传输线两端阻抗与传输线的特性阴抗相等，线上无反射波存在，即工作于行波状态。 无反射匹配包括传输线始端与信号源内阻匹配和传输线终端与负载阻抗匹配。 Rg=Z0，Xg=0 RL=Z0，XL=0 Rg=RL=Z0 二、阻抗匹配方法 阻抗匹配的方法就是在传输线与负载之间加入一阻抗匹配网络。要求这个匹配网络全部由电抗元件构成，接入传输线时应尽可能靠近负载，且通过调节，能对各种负载实现阻抗匹配。其匹配原理是通过匹配网络引入一个新的反射波来抵消原来的反射波 。 阻抗匹配的方法有很多种，采用l/4阻抗变换器和分支匹配器作为匹配网络是两种最基本的方法。 （一）l/4阻抗变换器 1．并联短路线 2．在靠近终端的电压波腹点或波节点处接入l/4阻抗变换器 （二）分支匹配器 分支匹配器的原理是利用在传输线上并接或串接终端短路或开路的分支线产生新的反射波来抵消原来的反射波，从而达到阻抗匹配。 分支匹配器又分为单分支、双分支和三分支匹配器。 1．单分支匹配器（1）并联单支节 例2-5 已知传输线的特性阻抗Z0=200Ω，负载阻抗ZL=660Ω，l=10cm。用短路单分支匹配器进行匹配，求接入分支线的位置d和分支线长度l。 解：解题过程如图2-27所示。 （1）计算归一化负载阻抗和导纳 1．单分支匹配器（2）串联单支节 2．双分支匹配器 3．三分支匹配器 即 Rg +jXg = Rin-jXin 所以 Rg = Rin ，Xg = -Xin （二）无反射匹配 无反射匹配是指传输线两端阻抗与传输线的特性阻抗相等，线上无反射波存在，即工作于行波状态。 无反射匹配包括传输线始端与信号源内阻匹配和传输线终端与负载阻抗匹配。 Rg=Z0，Xg=0 RL=Z0，XL=0 Rg=RL=Z0 隔离器 ZL Zg Eg 匹配器 ZL Zg Eg 图2-24 l/4阻抗变换器 ZL=RL l/4 Z01 Zin Z0 1．终端接入l/4阻抗变换器的同时，并联一段长度为l、特性阻抗为Z0的短路线利用这段短路线将负载阻抗变换为纯电阻，再用l/4阻抗变换器对纯电阻进行匹配。 2．在靠近终端的电压波腹点或波节点处接入l/4阻抗变换器来实现阻抗匹配，因为此处的阻抗为纯电阻。 B E E′ C D O A B点、E点和E’点对应的波长数分别为： 0、0.0171和0.329 分支线接入的位置为 d＝0.0171l=1.71cm 或d’＝ 0.329 l=3.29cm。 D点、F点和F’点对应的波长数分别为0.25、0.354和0.146。故分支线的长度为 l＝（0.354－0.25）l＝1.04cm或 l’＝（0.25＋0.146）l=3.96cm。 ZL l d E E′ C D O A d T2 T1