多少？ ② 此时最小的反射系数及驻波比各为多少？ ③ 离终端最近的波节点位置在何处？ ④ 画出特性阻抗与驻波比的关系曲线。 解: ① 要使线上驻波比最小, 实质上只要使终端反射系数
的模值最小, 即 l 0, 而由式（1- 2- 10）得 z0
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第一章 均匀传输线理论之•传输功率、效率与损耗
第一章 均匀传输线理论之•传输功率、效率与损耗
终端接不同性质的负载，均匀无耗传输线有三种工作状态：
(1) 当
时，传输线工作于行波状态。线上只有入射波存在，电压电
流振幅不变，相位沿传播方向滞后；沿线的阻抗均等于特性阻抗；电磁能量
全部被负载吸收。
(2)当ZL 0， 和
时，传输线工作于驻波状态。线上入射波和反射波
负载阻抗不等于传输线的特性阻抗时，称为不匹配负载。 不匹配负载将一部分功率反射回去，在传输线上出现驻
波。 当反射波较大时，波腹电场要比行波电场要大得多，容
易发生击穿，这限制了传输线能最大传输的功率，因此 要采取措施进行负载阻抗匹配。
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第一章 均匀传输线理论之•传输功率、效率与损耗
1.4 传输线的传输功率、效率与损耗
本节要点
传输功率 传输效率 损耗 功率容量
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第一章 均匀传输线理论之•传输功率、效率与损耗
1. 传输功率(transmission power)与效率
设均匀传输线特性阻抗为实数且传播常数 j ；
则沿线电压、电流的表达式为：
U (z) A1 eze jz le jzez
的振幅相等，驻波的波腹为入射波的两倍，波节为零；电压波腹点的阻抗为
无限大，电压波节点的阻抗为零，沿线其余各点的阻抗均为纯电抗；没有电
磁能量的传输，只有电磁能量的交换。
(3)当
时，传输线工作于行驻波状态。行驻波的波腹小于两
倍入射波，波节不为零；电压波腹点的阻抗为最大的纯电阻 Rmax Z0 ， 电压波节点的阻抗为最小的纯电阻Rmin Z0 / ；电磁能量一部分被负载吸
I (z) A1 Z0
ez e jz l e jzez
传输线上任一点处的传输功率为
Pt (z)
1 2
Re[U (z)I (z)]
A1 2 2Z0
e 2z [1
l
2 e4z ]
Pin (z)
Pr (z)
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第1章 均匀传输线理论 图1-8 功率传输示意图
第一章 均匀传输线理论之•传输功率、效率与损耗
Decibels (dB)作为单位
功率值常用分贝来表示，这需要选择一个功率单位 作为参考，常用的参考单位有1mW和1W。
如果用1mW作参考，分贝表示为：
P(dBm) 10lg P(mW)
如1mW=0dBm 10mW=10dBm 1W=30dBm 0.1mW= 10dBm
如果1W作参考，分贝表示为：
P(dB) 10lg P(W)
如1W=0dBW 10W=10dBW 0.1W= 10dBW
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2.回波损耗和插入损耗
传输线的损耗可分为回波损耗和插入损耗。 回波损耗(return loss):
入射波功率与反射波功率之比
Lr (z) 10lg
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图 1- 7 特性阻抗与驻波系数的关系曲线 《微波技术与天线》
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结论
负载阻抗等于传输线的特性阻抗时，不产生谐振现象， 传输线上只有从信源到负载的入射波，而无反射波。
匹配负载完全吸收了由信源入射来的微波功率，电源的 工作状态也不会受到负载的影响。
Pin Pr
10lg
l
1 e2 4z
20lg l
2(8.686z)
(dB)
对于无耗线 Lr (z) 20lg l (dB)
若负载匹配，则Lr，表示无反射波功率。
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插入损耗(insertion loss):入射波功率与传输功率之比
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结论
当终端负载与传输线匹配时，此时传输效率最高，其值为 max e2l
对高频情况下一般有 l 1 ，此时有
1 1
l
2
2l
1 l 2
传输效率取决于传输线的长度、衰减常数以及传输线终端匹配情况。
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② 此时终端反射系数及驻波比分别为
Γ1
Zl Zl
Z0 Z0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
40 j30 50 40 j30 50
1
e
j3π 2
3
1 Γl 2
1 Γl
③ 由于终端为容性负载, 故离终端的第一个电压波节点位
置为
zm in1
4π
l
4
1 8
④ 终端负载一定时, 传输线特性阻抗与驻波系数的关系曲
线如图 1- 7 所示。其中负载阻抗Zl=40-j30 (Ω)。由图可见， 当 Z0=50Ω时驻波比最小, 与前面的计算相吻合。
传输线总长为l，则始端传输功率和负载吸收功率分别为
Pt (l)
A1 2 2Z0
e2l [1
l
2 e4l ]
Pt (0)
PL
A1 2 2Z0
[1
l
2]
传输效率(efficiency)—传输线终端负载吸收到的功率 PL与始端的传输功率Pt(l)之比，即
PL
Pt (l)
Pt 0 Pt l
1 l 2 e2l l e2 2l
1
Γl
Zl Z0 Zl Z0
(40 (40
Z0 Z0
)2 )2
302 302
2
将上式对Z0求导, 并令其为零, 经整理可得
402+302-Z02=0
即Z0=50Ω。 这就是说, 当特性阻抗Z0=50Ω时终端反射系数 最小, 从而驻波比也为最小。
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收，另一部分被负载反射回去。
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第一章 均匀传输线理论之•传输功率、效率与损耗
表征传输线上反射波的大小的参量有反射系数，驻波比和行波系数。
它们之间的关系为
1 1 l
k 1 l
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第一章 均匀传输线理论之•传输功率、效率与损耗
［例 1- 3］设有一无耗传输线, 终端接有负载Zl=40-j30(Ω): ① 要使传输线上驻波比最小, 则该传输线的特性阻抗应取