实验报告4：传输线上的波.doc

a 电子科技大学中山学院学生实验报告课程名称:微波与射频技术实验教程班级: 11电信 A班姓名:黄林杰学号: 实验名称: 传输线上的波实验时间: 2014 年3月20号成绩: 教师签名: 批改时间: 一、实验目的●用频谱分析仪测量传输线上电磁波的频率和波长。●测量驻波信号的波腹、波节、反射系数、驻波比。二、实验原理对于具有分布参数的均匀传输线,采用分布参数电路分析方法,即把传输线作为分布参数电路处理,得到传输线的单位长度电阻、电感、电容和电导组成的等效电路,然后根据基尔霍夫定律导出传输线方程。从传输线方程的解进而研究波沿给定传输线传播的全部特性。当传输信号的波长远大于传输线的长度时,有限长的传输线上各点的电流( 或电压) 的大小和相位与传输线长度可以近似认为相同, 。但当传输信号的波长与传输线长度可以比拟时, 传输线上各点的电流( 或电压) 的大小和相位均不相同. 显现出电路参数的分布效应, 此时传输线就必须作为分布参数电路处理。电路参数沿线均匀分布的传输线称为均匀传输线。若均匀传输线的始端接信号源 sE , 终端接负载 LZ ,由于传输线是均匀的,故可在线上任一点处取线元 dz 来研究。另外,因线元 dz 远小于波长,可把它看成集中参数电路, 用串联阻抗Z l =R 1 +j? L 1 和并联导纳Y 1 =G l十j? C 1 组成的集中参数电路等效。(1 )传输线的工作状态传输线的工作状态取决于传输线终端所接的负载。有三种状态。●行波状态:传输线上无反射波出现,只有入射波的工作状态。当传输线终端负载阻抗等于传输线的特性阻抗,即 Z L =Z 0 时,线上只有入射波(反射系数为零)。此时 zzeUe ZIUzU ????????2 0222 )( zzeIeZ ZIUzI ?????????20 0222 )( b 对于无损耗线?? j?,则zj jzjeeUeUzU ?????????? i||)( 22zj jzjeeIeIzI ?????????? i||)( 22 式中的? 2是2U ? Z L =Z 0 是纯电阻,故此处的? 2=? 2 表示为瞬时值形式为) cos( ||])( Re[ ),( 2 2????????????ztIezItzi tj●驻波状态:入射波和反射波叠加形成驻波,传输线工作在全驻波状态。在Z L =0 ,Z L=∞,或者 Z L=± jX L 时,都有|?|=1 以Z L =0 为例来分析传输线工作在全驻波状态时的特征。此时, ,1 2???)(22222|| ???????????? jeUUUU) sin( ||2)()( )(2222 2zeUjeeUeUeUzU jzjzjzjzj????????????????????????同样) cos( z e|U|2)z I( 0 ) j(2z ????????表示为瞬时值形式( Z 0 为实数时) )2 cos( ) sin( ||2),( 2 2??????????tzUtzu ●混合波状态:传输线上同时存在入射波和反射波,两者叠加形成混合波状态,对于无耗线,线上的电压、电流表示式为 2 2 2 2 2 ( ) j z j z j z j z U z U e U e