西安电子科技大学：《微波技术基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第8章 阻抗匹配

第章 阻抗匹配 Impedance Matching 传输线的核心问题之一是功率传输,在低频中 向有最大功率传输定理。只要负载满足 Z-Z (8-1) 时,可达到电源最大功率输出,即资用功率Pa P= maxP=-E/R(Z (8-2)

第8章 阻抗匹配 Impedance Matching 传输线的核心问题之一是功率传输，在低频中 间有最大功率传输定理。只要负载满足 时，可达到电源最大功率输出，即资用功率Pa Z Z l = q * Pa = maxP = E Re Zg / ( ) 1 8 2 (8-1) (8-2)

图8-1共轭匹配与最大功率输出定理 本讲,我们要把上述定理推广到传输线问题中

本讲，我们要把上述定理推广到传输线问题中。 E Zg Zl 图 8-1 共轭匹配与最大功率输出定理

匹配网络特性 进一步推广低频电路问题。现在有一匹配网络(它 可以是传输线段,也可以是任意的 Network。但满足 无耗条件),处于电源与负载之间。如图所示 [定理]互易匹配网络无耗。在系统匹配时有zn=z 则 (8-3) [证明]对于无耗网络可写出 a1 12 -a +1a1 ja2121+

一、匹配网络特性 进一步推广低频电路问题。现在有一匹配网络(它 可以是传输线段，也可以是任意的Network。但满足 无耗条件)，处于电源与负载之间。如图所示 ［定理］互易匹配网络无耗。在系统匹配时,有 则 Zin = Zg * Zin  = Zl * ［证明］ 对于无耗网络可写出 * 21 22 11 12 22 22 21 21 11 11 12 12 Z j a Z a a Z j a Z A a A j a A a A j a l l in = + + = = = = = (8-3)

匹配网终特性 匹配网络 ZI ma 图8-2匹配网络 容易导出 a12 +a

一、匹配网络特性 E Zi n Zg Zi n Zl 匹配网络 mathing Net 图 8-2 匹配网络 容易导出 Z a Z ja ja Z a l g g = − − + 22 12 21 11 * *

匹配网络特性 也即 (8-4) 另一方面 由网络输出端向电源看,计及 匹配网络 mathing Net 图8-3匹配网络

一、匹配网络特性 也即 另一方面 由网络输出端向电源看，计及 Z a Z ja ja Z a l g g * = − − + 22 12 21 11 U I A A A A U I 2 2 11 12 21 22 1 1 1       =             − Zin 匹配网络 mathing Net Zg -I1 -I2 图 8-3 匹配网络 (8-4)

匹配网终特性 和 上面已应用了网络互易条件)可知 U2=A2U1+A2(-1) 12)=A21U1+A1(-1) 考虑到,Zm=U2/(-12)Z1=可知1)=Z2 Z in= Ja1 (8-5) +a1

一、匹配网络特性 (上面已应用了网络互易条件)可知 A A A A A A A A 11 12 21 22 1 22 12 21 11       = − −       − U A U A I I A U A I 2 22 1 12 1 2 21 1 11 1 = + − − = + −    ( ) ( ) ( ) Z in U I Z l U I Zg ' = / (− ), ' = / (− ) = , 2 2 1 1 Z in (8-5) a Z ja ja Z a g g ' = + + 22 12 21 11 考虑到， 可知

匹配网终特性 对比式(8-4)和(8-5)马上得到匹配网络定理 如果网络是一段特性阻抗为z。的传输线,则 (8-6) 可达到无反射的行波匹配。也分别称为电源和负载的 阻抗匹配。 需要注意:匹配的概念与匹配区域相关,以后将清 楚看到,在匹配区外,实际上是存在反射浪的

一、匹配网络特性 对比式(8-4)和(8-5)马上得到匹配网络定理 如果网络是一段特性阻抗为Z０的传输线，则 可达到无反射的行波匹配。也分别称为电源和负载的 阻抗匹配。 需要注意：匹配的概念与匹配区域相关，以后将清 楚看到，在匹配区域外，实际上是存在反射波的。 Z in Zl ' * = Z Z Z Z g l = =    0 0 (8-6)

匹配网终特性 E Z1=Z0 图8-4阻抗匹配

一、匹配网络特性 E Z =Z g 0 Z0 Z =Z l 0 图 8-4 阻抗匹配

二、电阻性负载匹配 阻抗匹配大致分成两类:电阻性负载匹配和任意 负载匹配。电阻性负载指的是ZRzo,最常见的是 采用线匹配,有 (8-7) 容易得到匹配段的特性阻抗 R (8-8) 再次注意到:只有匹配区才无反射浪

二、电阻性负载匹配 阻抗匹配大致分成两类：电阻性负载匹配和任意 负载匹配。电阻性负载指的是Zl=Rl≠Z０，最常见的是 采用 线匹配，有 容易得到匹配段的特性阻抗 再次注意到：只有匹配区才无反射波。 Z Z R in Z l = = ' 0 2 0 Z' 0 = Rl Z0 1 4  (8-7) (8-8)

二、电阻性负载匹配 匹配区一 匹配区外 Z1=R1 1/4 图8-5匹配段 [定理]电抗性阻抗Z=R+z 通过 +/+an/ e)tanF (8-9) R

二、电阻性负载匹配 Z0 Z0 ` Z =R l l l/4 匹配区 匹配区外 图 8-5 匹配段 ［定理］ 电抗性阻抗 Zl = Rl + jZl  = − +       + −               1 − − 2 1 0 1 0 tan tan X Z R X Z R l l l l 1 4  通过 (8-9)