Ch03工作状态分析.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,#,第,3,章,工程状态分析,(),Working Process Analysis(),先回顾一下传输线方程的求解,上面这张表反映了微分方程的典型解法：即支配方程加边界条件。支配方程求出通解(或普遍解)，它已孕育着本征模(,Eigen Modes),的思想。凡是受这一支配方程统率的物理规律有这些解，而且这只有这些解。例如,(3-1),任何传输线上的电压函数只可能是入射波和反射波的迭加(构成,Standing Wave)。,不同传输线的区别仅仅在于入射波和反射波的成分不同。换句话说，通解是完备的，我们不需要再去找，也不可能再找到其它解。,边界条件确定,A1,和,A2。,边界条件的求取过程中，也孕育着一种思想，即网络思想(,Network Idea)：,已知输入求输出；或已知输出求输入。,特别需要指出：本征模思想和网络思想是贯穿本课程最重要的两种方法。,一、传输线的反射系数 和阻抗,反映传输线任以何一点特性的参量是反射系数,和阻抗,Z。,图 3-1,1.反射系数,传输线上的电压和电流可表示为,一、传输线的反射系数 和阻抗,（3-2）,一、传输线的反射系数 和阻抗,性质,反射系数的模是无耗传输线系统的不变量,(3-3),反射系数呈周期性,(3-4),这一性质的深层原因是传输线的波动性，也称为二分之一波长的重复性。,(3-5),入射波电压与入射波电流之比始终是不变量,Z,0,，,反射波电压与反射波电流之比又是不变量,Z,0,一、传输线的反射系数 和阻抗,2.阻抗,Z,输入阻抗与负载阻抗关系,性质,负载阻抗,Z,l,通过传输线段 变换成()，因此传输线对于阻抗有变换器(,Transformer),的作用。,一、传输线的反射系数 和阻抗,阻抗有周期特性，周期是,3.反射系数与阻抗的关系,(3-6),一、传输线的反射系数 和阻抗,如果负载 或无限长传输线，这时,二、传输线的行波状态,(3-7),无反射波，我们称之为行波状态或匹配(,Matching)。,根据源条件,(3-8),写成瞬态形式,表示为初相角，初相均为 是因,为 是实数。,(3-9),(3-10),二、传输线的行波状态,图 3-2 行波状态 ,二、传输线的行波状态,三、传输线的驻波状态,我们把反射系数模等于1的全反射情况称为驻波状态。,【定理】,传输线全反射的条件是负载接纯电抗，即,因为,设,(3-11),1.短路状态,(3-12),电压、电流呈驻波分布,三、传输线的驻波状态,2.,开路线,经过观察：可以把开路线看成是短路线移动而成,三、传输线的驻波状态,图 3-3,三、传输线的驻波状态,作变换 ，即可由开路线转,化成短路线。,三、传输线的驻波状态,不少教材疏忽了 的条件，严格地说，长度()移动条件只对 和阻抗有效，相位是不等价的。,三、传输线的驻波状态,3.任意电抗负载,(3-14),我们写出一般情况下的阻抗公式,假设,或者,三、传输线的驻波状态,可得 (3-15),式(3-13)是广义的阻抗等效长度公式，可以写出,(3-16),对于 ，明显有 电抗等效长度可正,可负。,X,l,为感性时，为正；,X,l,为容性时，为负，见图(3-5)所示。,考虑到传输线的波动性,重复性。因此 正、负并非绝对，严格地说，应该是,min|,的正负性。,三、传输线的驻波状态,图 3-4,三、传输线的驻波状态,附注对于等效长度问题，我们也可以,采用反射系数相位 来加以研究,以,短路状态为标准,(3-17),三、传输线的驻波状态,图 3-5,三、传输线的驻波状态,再考虑 的一般情况,(3-18),相位因子又重新整理成,于是比较可知,(3-19),(3-20),三、传输线的驻波状态,计及,(3-21),(3-22),(3-23),与前面的结论完全相同。,三、传输线的驻波状态,PROBLEMS 3,一、均匀平面波入射到半无界 的介质平,面，形成反射和透射，其中入射波,试写出空气区域的合成场和介质区域的透射场表,示式。,