LI=-20lTg （dB） (2.16) （4）驻波系数ρ
又称电压驻波比VSWR（voltage standing wave ratio）。 定义：传输线上电压最大值与电压最小值之比，即
VSWR?UmaxUmin?U??U?U??U??1??(z)?1 （2.17）
1??(z)当G=0时，VSWR ＝1；当G=1时，VSWR=∞,驻波系数与反射系数一样，可用来描述传输线的工作状态。
当传输线的特性阻抗Zc一定时，传输线终端的负载阻抗与驻波系数一一对应，即 ZL=Zc1-jVSWRtgblmin （2.18）
VSWR-jtgblmin其中lmin为距离负载出现第一个电压最小值的位置。
5、无耗传输线的三类工作状态
传输线终端接不同负载阻抗时，有三种不同的工作状态，即行波状态、驻波状态和行驻波状态。这些不同工作状态的特性对射频、微波电路的分析和设计极为有用。 （1）行波状态
当终端负载等于传输线的特性阻抗时，即ZL=ZC, 传输线为行波状态，如图3所示。
图3.无耗传输线的行波特性
此时ГL=0，VSWR=1。
特点：
① 电压、电流的振幅沿线不变；
② 沿线各点的Zin(z)均等于传输线的特性阻抗ZC； ③ 只有入射波,没有反射波,入射功率全被负载吸收；
④ 沿线电压和电流的相位随z增加连续滞后,电压和电流的相位相等。
行波状态是射频、微波系统的理想工作状态，实际上很难实现。 （2）驻波状态
当终端短路、开路或纯电抗负载时，传输线上为驻波状态。 ① 终端短路
ZL?0，此时ZL?0,?L??1,??1??L1??L??，如图4所示。终端为电压最小值，电
流最大值，且最小值为零，驻波分布的周期为λ/2。其输入阻抗：
Zin?z??jZctan?z （2.19）
图4 终端短路时的驻波状态
② 终端开路
ZL??，此时?L?1,??????，如图5所示。终端为电压最大值，电流最小值，
且最小值为零，驻波分布的周期为λ/2。其输入阻抗：
Zin?z???jZcctg?z （2.20）
图5 终端开路时的驻波状态
注: 理想的终端开路是在终端短路上接一?/4传输线转换来实现。 （3）行驻波状态
终端负载是一般负载时（RL≠0），传输线上既有行波又有驻波的状态。分四种情况，即ZL?RL?Zc、ZL?RL?Zc、ZL?RL?jXL和ZL?RL?jXL。
22ZL?ZCRL?Zc2?XLj2XLZc?j?L?L?????eL22ZL?ZC(RL?Zc)2?XL(RL?Zc)2?XL （2.21）
?L<1当终端接一般负载时，传输线上电压、电流的最大点的振幅等于入射波振幅的(1+GL)倍，最小点的振幅不为零，而是(1-GL)倍。驻波分布的周期仍为λ/2。
驻波系数：
??UUmaxmin?1??L1??L (2.22)
特殊情况 阻抗特性：
??0,??1??????终端负载匹配??1,????????全反射行波状态驻波状态
电压最大值点的输入阻抗： Zmax=ρZc (2.23) 电压最小值点的输入阻抗： Zmin=Zc/ρ (2.24)
因此 Zmax*Zmin=Zc2 (2.25)
结论：相邻的Zmax与Zmin之间的距离为λ/4，说明阻抗具有λ/4变换性和λ/2重复性。
例1、特性阻抗为50Ω的同轴线，终端接负载阻抗100Ω，试画出沿线电压、电流的振
幅分布图。
解： ∵ ?L?ZL?ZC?100?50?1
ZL?ZC100?503 ∴ 1??L?1?1412???????????1??L?1?? 3333
三、微波网络基础
1、微波不均匀性
不均匀性主要由各种微波元件造成。微波元件的等效模型如图6所示。等效的微波网络类似于飞机的“黑匣子”，即不考虑不均匀区场的复杂分布，而只考虑进入网络和从网络出来的波的特性。把每个端口中入射波和出射波的关系确定下来，则不均匀区的特性可唯一确定。
图6 微波元件不均匀性的等效模型
用微波等效电路法分析不均匀性，实际上是分析不均匀性对传输系统的影响。 注意事项：
（1）用微波网络代替微波元件的不均匀性，只是反映各参考面外的入射波与出射波
的关系，即外特性，不能直接反映不均匀区内的场分布情况；
（2）微波元件的外特性有其内部的场分布决定，因此从理论上求解等效网络参量还
须借助于场解，但是也可以通过实验方法测量获得。
2、常用微波网络参量
主要包括阻抗(导纳)参量、散射参量、传输参量等，用矩阵表征。由于电压、电流在微波频段已失去明确的物理意义，而且难以直接测量，因此阻抗（导纳）参数也难以测量，其测量所需参考面的开路和短路条件在微波频率下难以实现。为了研究射频、微波电路和系统的特性，设计射频、微波电路的结构，就需要一种在微波频率下能用实验测量方法确定的网络矩阵参数。这样的参数就是散射参数，简称S参数。
下面重点介绍散射矩阵（S矩阵），以二端口网络为例来说明，如图7所示。其中第一个端口T1参考面的入射波为a1，出射波为b1，第二个端口T2参考面的入射波为a2，出射波为b2。注意a1、b1、a2、b2都是归一化的量。
图7. 二端口网络的S矩阵
定义：
{b1?S11a1?S12a2b2?S21a1?S22a2 （3.1）
简化 [b]?S[]a[ ] （3.2）
12] 称为散射矩阵或S矩阵。 其中 [S]?[S11S2122SS两端口网络S矩阵元素的物理含义：
S11? S22?b1a1b2a2??1 表示端口2匹配时，端口1的反射系数；
a2?0??2 表示端口1匹配时，端口2的反射系数；
a1?0 S12?b1a2b2a1 表示端口1匹配时，端口2到端口1的传输系数；
a1?0S21? 表示端口2匹配时，端口1到端口2的传输系数；
a2?0因此散射参数代表反射系数和传输系数。 对于无耗二端口网络，有
振幅关系|S11|2?|S12|2?1|S12|2?|S22|2?1 **相位关系S11S12?S21S22?0**S12S11?S22S21?0 （3.3）
散射参数的最大优点：在射频和微波频段容易用实验直接测量。
另外还有一个A矩阵（传输参数中的一种），用电压、电流来表征，特别适用于理论上分析二端口网络的级联。它具有一个重要特性，即级联二端口网络总的A矩阵等于各单个二端口网络A矩阵的乘积，即
轾A11 犏犏A21臌如图8所示。
轾(A)=?犏11i(A21)iA22总i=1犏臌A12N(A12)i(A22)i=[A]1[A]2L[A]N (3.4)