微波技术基础复习大纲..doc

微波技术基础 绪论 微波的频率(P1)，微波的波段(P2) 传输线理论 传输线方程的解 长线理论和相关概念 长线方程（或传输线方程）的导出 解长线方程得到电压波和电流波的表达式，三种边界条件会得到不同的表达形式 长线的参量 长线的特性参数（特性参数指由长线的结构、尺寸、填充的媒质及工作频率决定的参量，和负载无关的参数） 特性阻抗(P15)： 传播常数(P13)：，通常情况下衰减常数，则。 相速度和相波长(P14)：通常 根据相速度的定义，而(P13)，因此 在这里出现了波的色散特性的描述。 长线的工作参数 输入阻抗： 这个公式有多种变形： 当时，，均匀无耗线具有的周期性。 当时，，均匀无耗线具有的阻抗变换特性。（感性容性，开路短路，大于小于） 当终端时，任意位置的输入阻抗都为。 输入导纳，其中，(P20) 反射系数（这里反射系统通常指电压反射系数）： （反射系数是一个复数） （电流反射系数） 由于，因此(P21) 输入阻抗和反射系数之间的关系：，。 因此均匀无耗传输线，各点反射系数的模值相等，只是相角沿传输线变化。 各点处的反射系数与输入阻抗是一一对应的映射关系。（史密斯圆图的依据） 驻波比：定义在(P22) ，所以，， 行波系数 均匀无耗线的工作状态 均匀无耗线的工作状态都是通过电压波和电流波的关系得到的，因此在各种状态的分析中，电压波和电流波的情况需要了解的。 行波状态 特点：，无反射，终端处于匹配状态。 参数：，，， 驻波状态 由于终端是开路、短路或者连接纯抗性负载。 电压和电流在时间相位上相差π/2，即时间相差T/4，故线上无能量传输，只是线上能量发生交换。 电压与电流在空间分布上也相差π/2。 波节点和波腹点的概念。(P22) 终端短路 特点：终端处电压为0，处于电压波节点，电流波腹点。 在1，3，5个内为感抗，在2，4，5个内为容抗。 时，为串联谐振，时，为并联谐振。 参数：（是纯电抗） ，， ， 终端开路 特点：终端处电压为最大，处于电压波腹点，电流波节点。 在1，3，5个内为容抗，在2，4，5个内为感抗。 时，为并联谐振，时，为串联谐振。 参数：（是纯电抗） ，， ， 终端接纯抗性负载 特点：终端接容性负载（）和开路类似，终端接感性负载（）和短路类似。 接感性负载时： ，， ，， 接容性负载时： ，， ，， 延长线段法： 感性负载可用延长一段短路线来替代，长度为： ，所以： 容性负载可用延长一段开路线来替代，长度为： ，所以： 其中，。 终端接容性负载（）和开路类似，终端接感性负载（）和短路类似。 行驻波状态 如果终端负载为或，则为行驻波工作状态。 特点：电压波： 电流波： 因此： 当，即时，电压波取得最大值，电流波取得最小值，， 在电压波腹点，即电流波节点处，输入阻抗为纯阻性且模有最大 当，即时，电压波取得最小值，电流波取得最大值，， 在电压波节点，即电流波腹点处，输入阻抗为纯阻性且模有最小 参数：，因此， ，，，全按照正常公式。 当负载为纯电阻时，参考（P34） *根据驻波比和第一波节点计算负载阻抗的方法，参考PPT的例题。 史密斯圆图及其应用 史密斯圆图由反射系数圆图、等电阻圆图和等电抗圆图三个圆图组成。 等反射系数圆图是极坐标圆，它并没有在其中用实线画出，仅仅标出了驻波比，然后根据驻波比和反射系数模的关系进行换算得到反射系数的模值，圆心和点的连线得到角度。 等电阻圆图都过点（1，0），形状为圆心在X轴右半轴的圆族。 等电抗圆图都过点（1，0），形状为圆心在的圆族。 圆图三个特殊点：开路点（1，0）、短路点（-1，0）、匹配点（0，0） 三个特殊线： 右半实轴为输入阻抗是纯电阻特性，读出 左半实轴为输入阻抗是纯电阻特性，读出 单位圆为纯电抗特性，是全反射系数圆， 两个特殊面：上半平面为感性平面，下半平面为容性平面 两个旋转方向：顺时钟往电源移动，逆时针往负载移动。 导纳圆图是阻抗圆图旋转180度读取。 阻抗匹配 三种匹配状态及其相应特点：负载阻抗匹配、源阻抗匹配和源共轭匹配 阻抗匹配的两种方法： 1）阻抗变换器：对于负载是纯电阻和具有实部虚部的匹配方法，具有实部和虚部的有两种方法。 支节匹配方法：*单支节匹配器的位置和大小的计算（P49-P50） 双支节匹配的原理，辅助圆法，两个支节间隔（旋转）、（旋转）、（旋转）。 由于双支节存在盲区，必须采用三支节匹配，各种旋转间隔的盲区。 微波传输线 导波系统的一般分析 1、波导的定义及相关概念 2、和同轴线不同，波导的分析需要考虑横截面的场分布，求横截面场分布的方法是利用轴向场分布计算截面场分布。而波导轴向场分布和同轴线类似。 3、TE波和TM波求截面电磁场的公式(P65)。规律：已知轴向电场求截面电场点乘