本文摘要(由AI生成):
这篇文章主要介绍了电报方程的解在射频领域的应用,包括推导传输线的特征阻抗、反射系数和输入阻抗、驻波比等公式。这些公式可以帮助我们更好地理解和分析微波网络的性能。
前面讲到电报方程的解,可以推导出很多我们熟知的衡量微波网络性能的公式。这篇文章,就来看看,电报方程的解,都可以推导出哪些公式。
由前面可知,电报方程的相量表示为:
而对应的电压和电流的相量形式为:
把③代入①,可以得到:
将⑤和④一对比,如下图所示,即可得到传输线的特征阻抗。
所以,从电报方程,我们可以推导出传输线的特征阻抗,其只与传输线本身的参数相关。
有式子③和④可知,电压和电流的表达式中,包含沿-z轴传输的波,也包含沿+z轴传输的波。
如果传输线的终端负载为ZL,并假设+z轴是入射波方向,且负载所处的位置为z=0,如下图所示。
假设,从z<0处,有一个来自源端的入射波,形式为:
然后到达负载后,会产生一个反射波,此时传输线上的总电压和总电流如下式所示。
终端负载阻抗ZL即为电压和电流的比值,即:
所以,传输线上的终端负载处的电压反射系数为:
同样的,传输线上-l处的输入阻抗为:
传输线上-l处的反射系数为:
传输线上电压的相量表达式为:
但是其实际的电压波形,还需要乘以e(jwt),所以,
现在来感受一下,当终端负载分别为开路,短路,匹配的情况下,传输线上电压波形的变化。
如果终端负载为开路,则:
可以看到,红线所示电压波形的Vmin,即振幅最小值,为0,所以相应的VSWR=∞。
如果终端负载为短路,则:
如果终端负载为匹配负载,则: