CN116127237A - 一种λ／4阶梯阻抗变换方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种λ/4阶梯阻抗变换方法及系统。其中，该方法包括：在局部放电特高频的负载阻抗和局部放电特高频测量系统的特性阻抗的阻抗不匹配处接入λ/4阶梯阻抗变换的二端口网络，所述负载阻抗为波阻抗；根据特性阻抗Z₀、波阻抗Z_L以及两节λ/4传输线的特性阻抗Z₁、Z₂，确定局部电压反射系数；根据所述局部电压反射系数，确定总电压反射系数；根据所述总电压反射系数，增宽λ/4阶梯阻抗变换器的工作频带。从而，突破了直接匹配的局限性，通过对传感元件渐进的阶梯式阻抗匹配方式，实现局部放电特高频信号传感元件与后续射频处理电路的良好匹配，从而降低因阻抗失配导致的局部放电特高频信号衰减。

Description

一种λ／4阶梯阻抗变换方法及系统

技术领域

本发明涉及电气设备试验技术领域，并且更具体地，涉及一种λ/4阶梯阻抗变换方法及系统。

背景技术

针对高压电气设备绝缘的局部放电测量是评估设备绝缘状态的常用手段。局部放电测量技术包括传统的脉冲电流法，也包括特高频法、高频法、超声波法等一些系列新型带电检测技术。其中特高频法局部放电检测技术基于对脉冲电磁场的测量，实现了局部放电的定量、定位，目前应用越来越广泛。然而其传感元件，即局部放电特高频传感器是制约其测量系统性能的主要短板之一。

为了准确测量局部放电特高频信号，需要性能优异的传感元件，该传感元件应该与后级信号处理电路具有良好的阻抗匹配。目前局部放电特高频传感器主要基于天线原理，由于天线具有“互异性”，即天线的发射及接收性质相同，这是研究天线(特高频传感器)阻抗变换的理论基础之一。目前，特高频传感器设计原理各异、性能各异，然而在特高频传感器宽达 300MHZ～3GHZ的频带范围内，如何实现宽频带下的阻抗变换是目前的技术难点之一。如何在较宽的频带范围内，将波阻抗120πΩ过渡到射频测量系统特性阻抗50Ω，这决定着特高频传感器的电气性能。

对于单一频率或窄频带的阻抗匹配来说，一般单节变换器提供的带宽能够满足要求，但在宽频带内无法实现阻抗匹配。

发明内容

根据本发明，提供了一种λ/4阶梯阻抗变换方法及系统，以解决现有技术中存在的一般单节变换器提供的带宽在宽频带内无法实现阻抗匹配的技术问题。

根据本发明的第一个方面，提供了一种λ/4阶梯阻抗变换方法，包括：

在局部放电特高频的负载阻抗和局部放电特高频测量系统的特性阻抗的阻抗不匹配处接入λ/4阶梯阻抗变换的二端口网络，所述负载阻抗为波阻抗；

根据特性阻抗Z₀、波阻抗Z_L以及两节λ/4传输线的特性阻抗Z₁、Z₂，确定局部电压反射系数；

根据所述局部电压反射系数，确定总电压反射系数；

根据所述总电压反射系数，增宽λ/4阶梯阻抗变换器的工作频带。

可选地，根据特性阻抗Z₀、波阻抗Z_L以及两节λ/4传输线的特性阻抗 Z₁、Z₂，确定局部电压反射系数，包括：

根据以下公式，确定局部电压反射系数：

其中，电磁波波长为λ，传输线的每一段阶梯长度为λ/4，Г₀、Г₁、Г₂分别为第一阶梯参考面T₀上的局部电压反射系数、第二阶梯参考面T₁上的局部电压反射系数以及第三阶梯参考面T₂上的局部电压反射系数、，两节λ /4传输线的特性阻抗分别为Z₁、Z₂，且Z_L＞Z₂＞Z₁＞Z₀。

可选地，根据所述局部电压反射系数，确定总电压反射系数，包括：

对于两节阶梯阻抗变换器，确定两节阶梯阻抗变换器的总电压反射系数为：

其中，U_r为两节阶梯阻抗变换器λ/4两端的电压，U_i为总电压，e^-j2θ为第二阶梯参考面T₁上电压反射波经过不同距离而引入的相位滞后，e^-j4θ为第三阶梯参考面T₂上电压反射波经过不同距离而引入的相位滞后。

可选地，根据所述局部电压反射系数，确定总电压反射系数，还包括：

对于N节阶梯阻抗变换器，确定N节阶梯阻抗变换器的总电压反射系数为：

Γ＝2e^-jNθ[Γ₀cos(Nθ)+Γ₁cos((N-2)θ)+…]

其中，T₀、T₁、T₂…，为阶梯参考面，共(N+1)个，Г₀＝Г_N、Г₁＝Г_N-1……为对称选择局部反射系数。

可选地，根据所述局部电压反射系数，确定总电压反射系数，还包括：

对于N节阶梯阻抗变换器，确定N节阶梯阻抗变换器的总电压反射系数的模值为：

|Γ|＝2|Γ₀cos(Nθ)+Γ₁cos((N-2)θ)+…|

若令│Г│＝0，则上式cosθ有多个解满足，当有不止一个频率满足│Г│＝0，实现多节λ/4阶梯阻抗变换器使工作频带增宽。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种λ/4阶梯阻抗变换系统，包括：

接入二端口网络模块，用于在局部放电特高频的负载阻抗和局部放电特高频测量系统的特性阻抗的阻抗不匹配处接入λ/4阶梯阻抗变换的二端口网络，所述负载阻抗为波阻抗；

确定局部电压反射系数模块，用于根据特性阻抗Z₀、波阻抗Z_L以及两节λ/4传输线的特性阻抗Z₁、Z₂，确定局部电压反射系数；

确定总电压反射系数模块，用于根据所述局部电压反射系数，确定总电压反射系数；

增宽工作频带模块，用于根据所述总电压反射系数，增宽λ/4阶梯阻抗变换器的工作频带。

可选地，确定局部电压反射系数模块，包括：

确定局部电压反射系数子模块，用于根据以下公式，确定局部电压反射系数：

其中，电磁波波长为λ，传输线的每一段阶梯长度为λ/4，Г₀、Г₁、Г₂分别为第一阶梯参考面T₀上的局部电压反射系数、第二阶梯参考面T₁上的局部电压反射系数以及第三阶梯参考面T₂上的局部电压反射系数、，两节λ /4传输线的特性阻抗分别为Z₁、Z₂，且Z_L＞Z₂＞Z₁＞Z₀。

可选地，确定总电压反射系数模块，包括：

确定两节总电压反射系数子模块，用于对于两节阶梯阻抗变换器，确定两节阶梯阻抗变换器的总电压反射系数为：

其中，U_r为两节阶梯阻抗变换器λ/4两端的电压，U_i为总电压，e^-j2θ为第二阶梯参考面T₁上电压反射波经过不同距离而引入的相位滞后，e^-j4θ为第三阶梯参考面T₂上电压反射波经过不同距离而引入的相位滞后。

可选地，确定总电压反射系数模块，还包括：

确定N节总电压反射系数子模块，用于对于N节阶梯阻抗变换器，确定N节阶梯阻抗变换器的总电压反射系数为：

Γ＝2e^-jNθ[Γ₀cos(Nθ)+Γ₁cos((N-2)θ)+…]

其中，T₀、T₁、T₂…，为阶梯参考面，共(N+1)个，Г₀＝Г_N、Г₁＝Г_N-1……为对称选择局部反射系数。

可选地，确定总电压反射系数模块，还包括：

确定N节总电压反射系数模值子模块，对于N节阶梯阻抗变换器，确定N节阶梯阻抗变换器的总电压反射系数的模值为：

|Γ|＝2|Γ₀cos(Nθ)+Γ₁cos((N-2)θ)+…|

若令│Г│＝0，则上式cosθ有多个解满足，当有不止一个频率满足│Г│＝0，实现多节λ/4阶梯阻抗变换器使工作频带增宽。

从而，突破了直接匹配的局限性，通过对传感元件渐进的阶梯式阻抗匹配方式，实现局部放电特高频信号传感元件与后续射频处理电路的良好匹配，从而降低因阻抗失配导致的局部放电特高频信号衰减。局部放电高频信号频带宽达300MHZ～3GHZ，而一般的阻抗变换技术适于单一频率点的阻抗匹配，难以适应较宽频带内的阻抗匹配的问题。解决宽频带内的阻抗变换难题。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为根据本实施方式所述的一种λ/4阶梯阻抗变换方法的流程示意图；

图2为根据本实施方式所述的由两节λ/4阻抗变换器组成的阶梯阻抗变换器的示意图；

图3为根据本实施方式所述的由N节λ/4阻抗变换器组成的阶梯阻抗变换器的示意图；

图4为根据本实施方式所述的一种λ/4阶梯阻抗变换系统的示意图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

根据本发明的第一个方面，提供了一种λ/4阶梯阻抗变换方法100，参考图1所示，该方法100包括：

S101:在局部放电特高频的负载阻抗和局部放电特高频测量系统的特性阻抗的阻抗不匹配处接入λ/4阶梯阻抗变换的二端口网络，所述负载阻抗为波阻抗；

S102:根据特性阻抗Z₀、波阻抗Z_L以及两节λ/4传输线的特性阻抗Z₁、 Z₂，确定局部电压反射系数；

S103:根据所述局部电压反射系数，确定总电压反射系数；

S104:根据所述总电压反射系数，增宽λ/4阶梯阻抗变换器的工作频带。

具体地，局部放电特高频信号传感技术中，当局部放电特高频负载阻抗(即气体介质120πΩ波阻抗)与测量系统的特性阻抗(通常是50Ω)不相等时，因传感元件(或传感器)两端阻抗不匹配而产生反射，从而导致局部放电特高频信号测量能力下降，难以从大量的电磁噪声中提取出有用的局部放电特高频信号。

为了消除这种不良反射现象，本发明提出了一种用于局部放电特高频信号传感的λ/4阶梯阻抗变换方法，即在阻抗不匹配处接入一个二端口网络，使在测量系统传输线上无反射波，从而获得良好的匹配。

如图2所示，局部放电特高频测量系统的特性阻抗为Z0＝50Ω，终端负载为波阻抗Z_L＝120Ω，电磁波波长为λ，则传输线的每一段阶梯长度为λ /4，当工作于中心频率f₀时，相位角θ＝π/2。设T₀、T₁、T₂为各阶梯处的参考面，Г₀、Г₁、Г₂分别为对应参考面上的局部电压反射系数，两节λ /4传输线的特性阻抗分别为Z₁、Z₂，且Z_L＞Z₂＞Z₁＞Z₀，则局部电压反射系数分别为：

假定这些局部反射系数的模都很小，因此可以认为各参考面上入射波电压的幅值都相等。作为一级近似，T₀参考面上总的电压反射波只取各参考面一次电压反射波的总和，即：

U_r＝Γ₀U_i+Γ₁U_ie^-j2θ+Γ₂U_ie^-j4θ         (式4)

T0面上总的电压反射系数为

式中，e^-j2θ、e^-j4θ为T₁、T₂参考面上电压反射波经过不同距离而引入的相位滞后。

单节变换器只有两个阶梯突变面，式中反射系数Г只有前两项，若取Г₀＝Г₁，在中心频率处相位θ＝π/2，这两项的和为零，即两突变面的反射波在输入端相互抵消，从而获得匹配。但偏离中心频率时，因θ≠π/2，这两个反射波不能完全抵消。在多节阶梯变换器的情下，由于多节突变面数目增多，如图1的两节阶梯变换器有三个反射波参与抵消，这样有在多个频率点上使总反射系数Г＝0。从而│Г│_m在相同的条件下，两节λ/4阶梯阻抗变换器使工作频带增宽。

如图3所示，对于N节阶梯阻抗变换器，突变面为T₀、T₁、T₂…，共(N+1) 个。若对称选择局部反射系数Г₀＝Г_N、Г₁＝Г_N-1……。多节λ/4阶梯阻抗变换器的总反射系数为：

Γ＝2_e ^-jNθ[Γ₀cos(Nθ)+Γ₁cos((N-2)θ)+…]       (式6)

其模值为

|Γ|＝2|Γ₀cos(Nθ)+Γ₁cos((N-2)θ)+…|        (式7)

若令│Г│＝0，则上式cosθ有多个解满足，即有不止一个频率满足│Г│＝0，从而实现多节λ/4阶梯阻抗变换器使工作频带增宽。

多节阻抗变换器可以展宽匹配频带的原因可以理解为：N节阻抗变换器有N个特性阻抗值，N+1个连接面，相应地有N+1个反射波。这些反射波返回到T₀面时，彼此以一定的相位叠加起来，由于反射波很多，每个反射波的振幅很小，叠加的结果总会有一些波彼此抵消或部分抵消，因此总的反射波就可以在较宽的频带内保持较小的值。通过这种λ/4阶梯阻抗变换方法实现在更宽的频带内获得更好的阻抗匹配。

可选地，根据特性阻抗Z₀、波阻抗Z_L以及两节λ/4传输线的特性阻抗Z₁、Z₂，确定局部电压反射系数，包括：

根据以下公式，确定局部电压反射系数：

其中，电磁波波长为λ，传输线的每一段阶梯长度为λ/4，Г₀、Г₁、Г₂分别为第一阶梯参考面T₀上的局部电压反射系数、第二阶梯参考面T₁上的局部电压反射系数以及第三阶梯参考面T₂上的局部电压反射系数、，两节λ/4传输线的特性阻抗分别为Z₁、Z₂，且Z_L＞Z₂＞Z₁＞Z₀。

可选地，根据所述局部电压反射系数，确定总电压反射系数，包括：

对于两节阶梯阻抗变换器，确定两节阶梯阻抗变换器的总电压反射系数为：

其中，U_r为两节阶梯阻抗变换器λ/4两端的电压，U_i为总电压，e^-j2θ为第二阶梯参考面T₁上电压反射波经过不同距离而引入的相位滞后，e^-j4θ为第三阶梯参考面T₂上电压反射波经过不同距离而引入的相位滞后。

可选地，根据所述局部电压反射系数，确定总电压反射系数，还包括：

对于N节阶梯阻抗变换器，确定N节阶梯阻抗变换器的总电压反射系数为：

Γ＝2e^-jNθ[Γ₀cos(Nθ)+Γ₁cos((N-2)θ)+…]

其中，T₀、T₁、T₂…，为阶梯参考面，共(N+1)个，Г₀＝Г_N、Г₁＝Г_N-1……为对称选择局部反射系数。

可选地，根据所述局部电压反射系数，确定总电压反射系数，还包括：

对于N节阶梯阻抗变换器，确定N节阶梯阻抗变换器的总电压反射系数的模值为：

|Γ|＝2|Γ₀cos(Nθ)+Γ₁cos((N-2)θ)+…|

若令│Г│＝0，则上式cosθ有多个解满足，当有不止一个频率满足│Г│＝0，实现多节λ/4阶梯阻抗变换器使工作频带增宽。

从而，突破了直接匹配的局限性，通过对传感元件渐进的阶梯式阻抗匹配方式，实现局部放电特高频信号传感元件与后续射频处理电路的良好匹配，从而降低因阻抗失配导致的局部放电特高频信号衰减。局部放电高频信号频带宽达300MHZ～3GHZ，而一般的阻抗变换技术适于单一频率点的阻抗匹配，难以适应较宽频带内的阻抗匹配的问题。解决宽频带内的阻抗变换难题。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种λ/4阶梯阻抗变换系统，包括：

接入二端口网络模块410，用于在局部放电特高频的负载阻抗和局部放电特高频测量系统的特性阻抗的阻抗不匹配处接入λ/4阶梯阻抗变换的二端口网络，所述负载阻抗为波阻抗；

确定局部电压反射系数模块420，用于根据特性阻抗Z₀、波阻抗Z_L以及两节λ/4传输线的特性阻抗Z₁、Z₂，确定局部电压反射系数；

确定总电压反射系数模块430，用于根据所述局部电压反射系数，确定总电压反射系数；

增宽工作频带模块440，用于根据所述总电压反射系数，增宽λ/4阶梯阻抗变换器的工作频带。

可选地，确定局部电压反射系数模块420，包括：

确定局部电压反射系数子模块，用于根据以下公式，确定局部电压反射系数：

其中，电磁波波长为λ，传输线的每一段阶梯长度为λ/4，Г₀、Г₁、Г₂分别为第一阶梯参考面T₀上的局部电压反射系数、第二阶梯参考面T₁上的局部电压反射系数以及第三阶梯参考面T₂上的局部电压反射系数、，两节λ /4传输线的特性阻抗分别为Z₁、Z₂，且Z_L＞Z₂＞Z₁＞Z₀。

可选地，确定总电压反射系数模块430，包括：

确定两节总电压反射系数子模块，用于对于两节阶梯阻抗变换器，确定两节阶梯阻抗变换器的总电压反射系数为：

其中，U_r为两节阶梯阻抗变换器λ/4两端的电压，U_i为总电压，e^-j2θ为第二阶梯参考面T₁上电压反射波经过不同距离而引入的相位滞后，e^-j4θ为第三阶梯参考面T₂上电压反射波经过不同距离而引入的相位滞后。

可选地，确定总电压反射系数模块430，还包括：

确定N节总电压反射系数子模块，用于对于N节阶梯阻抗变换器，确定N节阶梯阻抗变换器的总电压反射系数为：

Γ＝2e^-jNθ[Γ₀cos(Nθ)+Γ₁cos((N-2)θ)+…]

其中，T₀、T₁、T₂…，为阶梯参考面，共(N+1)个，Г₀＝Г_N、Г₁＝Г_N-1……为对称选择局部反射系数。

可选地，确定总电压反射系数模块430，还包括：

确定N节总电压反射系数模值子模块，对于N节阶梯阻抗变换器，确定N节阶梯阻抗变换器的总电压反射系数的模值为：

|Γ|＝2|Γ₀cos(Nθ)+Γ₁cos((N-2)θ)+…|

若令│Г│＝0，则上式cosθ有多个解满足，当有不止一个频率满足│Г│＝0，实现多节λ/4阶梯阻抗变换器使工作频带增宽。

本发明的实施例的一种λ/4阶梯阻抗变换系统400与本发明的另一个实施例的一种λ/4阶梯阻抗变换方法100相对应，在此不再赘述。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种λ/4阶梯阻抗变换方法，其特征在于，包括：

在局部放电特高频的负载阻抗和局部放电特高频测量系统的特性阻抗的阻抗不匹配处接入λ/4阶梯阻抗变换的二端口网络，所述负载阻抗为波阻抗；

根据特性阻抗Z₀、波阻抗Z_L以及两节λ/4传输线的特性阻抗Z₁、Z₂，确定局部电压反射系数；

根据所述局部电压反射系数，确定总电压反射系数；

根据所述总电压反射系数，增宽λ/4阶梯阻抗变换器的工作频带。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据特性阻抗Z₀、波阻抗Z_L以及两节λ/4传输线的特性阻抗Z₁、Z₂，确定局部电压反射系数，包括：

根据以下公式，确定局部电压反射系数：

其中，电磁波波长为λ，传输线的每一段阶梯长度为λ/4，Г₀、Г₁、Г₂分别为第一阶梯参考面T₀上的局部电压反射系数、第二阶梯参考面T₁上的局部电压反射系数以及第三阶梯参考面T₂上的局部电压反射系数，两节λ/4传输线的特性阻抗分别为Z₁、Z₂，且Z_L＞Z₂＞Z₁＞Z₀。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述局部电压反射系数，确定总电压反射系数，包括：

对于两节阶梯阻抗变换器，确定两节阶梯阻抗变换器的总电压反射系数为：

其中，U_r为两节阶梯阻抗变换器λ/4两端的电压，U_i为总电压，e^-j2θ为第二阶梯参考面T₁上电压反射波经过不同距离而引入的相位滞后，e^-j4θ为第三阶梯参考面T₂上电压反射波经过不同距离而引入的相位滞后。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述局部电压反射系数，确定总电压反射系数，还包括：

对于N节阶梯阻抗变换器，确定N节阶梯阻抗变换器的总电压反射系数为：

Γ＝2e^-jNθ[Γ₀cos(Nθ)+Γ₁cos((N-2)θ)+…]

其中，T₀、T₁、T₂…，为阶梯参考面，共(N+1)个，Г₀＝Г_N、Г₁＝Г_N-1……为对称选择局部反射系数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述局部电压反射系数，确定总电压反射系数，还包括：

对于N节阶梯阻抗变换器，确定N节阶梯阻抗变换器的总电压反射系数的模值为：

|Γ|＝2|Γ₀cos(Nθ)+Γ₁cos((N-2)θ)+…|

若令│Г│＝0，则上式cosθ有多个解满足，当有不止一个频率满足│Г│＝0，实现多节λ/4阶梯阻抗变换器使工作频带增宽。

6.一种λ/4阶梯阻抗变换系统，其特征在于，包括：

接入二端口网络模块，用于在局部放电特高频的负载阻抗和局部放电特高频测量系统的特性阻抗的阻抗不匹配处接入λ/4阶梯阻抗变换的二端口网络，所述负载阻抗为波阻抗；

确定局部电压反射系数模块，用于根据特性阻抗Z₀、波阻抗Z_L以及两节λ/4传输线的特性阻抗Z₁、Z₂，确定局部电压反射系数；

确定总电压反射系数模块，用于根据所述局部电压反射系数，确定总电压反射系数；

增宽工作频带模块，用于根据所述总电压反射系数，增宽λ/4阶梯阻抗变换器的工作频带。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，确定局部电压反射系数模块，包括：

确定局部电压反射系数子模块，用于根据以下公式，确定局部电压反射系数：

其中，电磁波波长为λ，传输线的每一段阶梯长度为λ/4，Г₀、Г₁、Г₂分别为第一阶梯参考面T₀上的局部电压反射系数、第二阶梯参考面T₁上的局部电压反射系数以及第三阶梯参考面T₂上的局部电压反射系数、，两节λ/4传输线的特性阻抗分别为Z₁、Z₂，且Z_L＞Z₂＞Z₁＞Z₀。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，确定总电压反射系数模块，包括：

确定两节总电压反射系数子模块，用于对于两节阶梯阻抗变换器，确定两节阶梯阻抗变换器的总电压反射系数为：

其中，U_r为两节阶梯阻抗变换器λ/4两端的电压，U_i为总电压，e^-j2θ为第二阶梯参考面T₁上电压反射波经过不同距离而引入的相位滞后，e^-j4θ为第三阶梯参考面T₂上电压反射波经过不同距离而引入的相位滞后。

9.根据权利要求6所述的系统，确定总电压反射系数模块，还包括：

确定N节总电压反射系数子模块，用于对于N节阶梯阻抗变换器，确定N节阶梯阻抗变换器的总电压反射系数为：

Γ＝2e^-jNθ[Γ₀cos(Nθ)+Γ₁cos((N-2)θ)+…]

其中，T₀、T₁、T₂…，为阶梯参考面，共(N+1)个，Г₀＝Г_N、Г₁＝Г_N-1……为对称选择局部反射系数。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，确定总电压反射系数模块，还包括：

确定N节总电压反射系数模值子模块，对于N节阶梯阻抗变换器，确定N节阶梯阻抗变换器的总电压反射系数的模值为：

|Γ|＝2|Γ₀cos(Nθ)+Γ₁cos((N-2)θ)+…|

若令│Г│＝0，则上式cosθ有多个解满足，当有不止一个频率满足│Г│＝0，实现多节λ/4阶梯阻抗变换器使工作频带增宽。

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