指数渐变线是非均匀传输线的一种。为何叫指数渐变线呢?其分布参数变化规律为指数规律,比如:单位长度的电感、电容、特性阻抗。
1、分析过程
从非均匀线的微分方程出发:
对方程两侧同时取微分:
化简得:
截止到此时为止,都未对L0(z)和C0(z)的特性有任何约束。
令L0 (z)=L0o eaz,C0 (z)=C0o eaz
上式化简得:
其中ω2L0 (z) C0 (z)=ω2 L0o C0o=k2,注意:k是不随Z变化的,但k不是指数线的相位常数
上述公式变为常系数微分方程,与均匀线不同的是:均匀线的a=0,无一阶倒数项。无损传输线的U、I幅值不随位置发生改变;而指数线有一阶导数项,其电流、电压、相位、幅度均随位置而发生变化。
对U的常系数微分方程的解:
此时电压入射波和电流入射波之比≠电压反射波与电流反射波之比;即电压反射系数≠电流反射系数
如果我们在负载端所接负载=该处指数线的特性阻抗Z0o,如下:
则电压反射系数:
2、设计过程:
设有两个不同阻抗Z01、Z02,其比值Z01/Z02=R>1,将Z01接于负载端,且等于z=0处的特性阻抗Z0o
即选定物理长度l,则可以确定a;那么l应该如何选择呢?
即确定反射系数,l 也随之确定。
当阻抗比R给定时,指数线 l 越长,则 a 越小,反射系数越小;极端一点说,只要 l 足够长,就可以保证反射系数够低。