车辆电磁兼容基础：传输线阻抗与反射系数

1.输入阻抗

终端接负载的传输线如图2-40所示。根据欧姆定律，定义传输线上任一点的电压与电流之比为该点（沿负载端）的输入阻抗。

由前述可知，对于无损耗线，α=0时，γ=jβ，则该点的阻抗为

图2-40 终端接负载的传输线

由式（2-149）可知，均匀无耗传输线上任意一点的输入阻抗与负载阻抗Z_L、特性阻抗Z₀及距终端的位置z有关，一般为复数，故不宜直接测量，而且随位置的变化具有周期性，时间每增加λ/2，Z_in重复出现一次，即

下面对几种特殊情况下的输入阻抗进行讨论：

（1）终端短路 当Z_L=0时，由式（2-149）得

Z_ins=j^Z₀tanβz （2-151）

由此可见，终端短路的无损耗传输线的输入阻抗为纯电抗，其性质和大小随z的变化而发生改变，如图2-41所示。

z=0：Z_ins=0 串联谐振

0＜z＜λ/4：tanβz＞0 呈感性

z=λ/4：Z_ins→∞ 并联谐振

λ/4＜z＜λ/2：tanβz<0 呈容性

z=λ/2：Z_ins=0 串联谐振(www.xing528.com)

线长每增加，输入阻抗的性质重复一次。

（2）终端开路 当Z_L→∞时，由式（2-149）得

Z_ino=-jZ₀cotβz （2-152）

这时输入阻抗仍为纯电抗，可以是电感性的，也可以是电容性的，视βz的值而定。图2-42给出了Z_ino随z的变化曲线。比较图2-41和图2-42可见，z处的开路线输入阻抗等于处的短路线的输入阻抗，即

图2-41 终端短路线的输入阻抗

图2-42 终端开路线的输入阻抗

2.反射系数

由传输线方程的解可知，传输线上的电压波和电路波一般由入射波和反射波叠加而成，即由从电源到负载和从负载到电源的波叠加。为了分析传输线的反射特性，在这里引入了反射系数的概念。反射系数定义为：传输线上任意一点z处的反射波电压或电流与入射波电压或电流之比，即

式中，下标i代表入射波，下标r代表反射波。

对均匀无耗传输线来说，任意点反射系数Γ（z）大小相等，沿线只有相位做周期性变化，其周期为λ/2，即反射系数具有λ/2重复性。当Z₁=Z₀时，Γ₁=0，表明没有反射波，传输线上只存在有电源向负载方向传播的行波；当终端开路Z₁→∞或终端短路Z₁=0或终端接纯电抗负载Z₁=jX时，终端反射系数|Γ₁|=1，表明入射到终端的波全部被反射回去。而当终端负载为任意数时，则一部分入射波被负载吸收，一部分被反射回去。

设传输线上任意点的反射系数为Γ（z），则该点处的电压及电流表示为