第二章傳輸線理論第二章傳輸線理論1引言低頻和微波傳輸?shù)谋容^微波傳輸?shù)淖蠲黠@特征是使用微波傳輸線,例如,雙導線、同軸線帶狀線和微帶等。很容易提出一個問題:微波傳輸線為什么不采用50周市電明線呢?1.低頻傳輸線低頻時,只要研究一條線(因為另一條線是作為回路出現(xiàn)的)。電流幾乎均勻地分布在導線內(nèi)。電流和電荷可等效地集中在軸線上。由分析可知,Poynting矢量集中在導體內(nèi)部傳播,外部極少。事實上,對于低頻,只須用I,ⅴ和Ohm定律解決即可,無須用電磁理論。引言2引言低頻和微波傳輸?shù)谋容^不論導線怎樣彎曲,能流都在導體內(nèi)部和表面附近,這是因為能量分布與距離的平方成反比。子,PE低頻傳輸線3引言3引言低頻和微波傳輸?shù)谋容^例1計算半徑r02-2×10-m的銅導線單位長度的直流電阻Ro計及J=FEⅠ=JS=E兀r2同時考慮歐姆定律V=「Eal銅材料G=58×10RooAoRoedl1Emb2am258×107×x×(2×10137×10-3g/m引言4傳輸線模型與分析課件5引言低頻和微波傳輸?shù)谋容^∫.=feredr=2丌cEere-「e°dr計及在微波波段中,δ=1是一階小量,對于及以上量完全可以忽略。則=2丌Ero6引言6引言低頻和微波傳輸?shù)谋容^若和直流時的銅導線參數(shù)相同,微波波段的電阻為:6=0.066√f→f=10Hz,,=0.66×106.=3.83×10=2.079/n2丌×2×10-3×3.83×10從直流到10Hz,損耗要增加1500倍R1515×103Ro引言7引言低頻和微波傳輸?shù)谋容^10直線電流均勻分布微波集膚效應損耗是傳輸線的重要指標,如果要將→>r,使損耗與直流保持相同,算出3,03v8引言8引言低頻和微波傳輸?shù)谋容^即直徑是d=6.06m。這種情況,已不能稱為微波傳輸線,而應稱之為微波傳輸“柱”比較合適,2米高的實心微波傳輸銅柱約514噸重(銅比重是8.9Tm3),集膚效應帶來的第二個直接效果是:柱內(nèi)部并無能量傳輸。簡單而實用的微波傳輸線是雙導線,它們與低頻傳輸線有著本質的不同:功率是通過雙導線之間的空間傳輸?shù)倪@時我們更加明確了Guideline的含義,導線只是起到引導的作用,而實際上傳輸?shù)氖侵車臻g(Space)(但是,沒有Guideline又不行)。D和d是特征尺寸,對于傳輸線性質十分重要雙導線引言9本章內(nèi)容2.1傳輸線集總元件電路模型傳輸線電報方程,行波解2.3端接負載的無耗傳輸線Zn,T,VSWR,時間平均功率流24Smith圓圖輸入阻抗圖到反射系數(shù)圖的映射25四分之一波長變換器:頻率響應2.6源和負載失配:阻抗匹配和共軛匹配2.7有耗傳輸線:低損耗線、無畸變線微擾法、惠勒增量電感定則本章內(nèi)容10傳輸線模型與分析課件11傳輸線模型與分析課件12傳輸線模型與分析課件13傳輸線模型與分析課件14傳輸線模型與分析課件15傳輸線模型與分析課件16傳輸線模型與分析課件17傳輸線模型與分析課件18傳輸線模型與分析課件19傳輸線模型與分析課件20傳輸線模型與分析課件21傳輸線模型與分析課件22傳輸線模型與分析課件23傳輸線模型與分析課件24傳輸線模型與分析課件25傳輸線模型與分析課件26傳輸線模型與分析課件27傳輸線模型與分析課件28傳輸線模型與分析課件29傳輸線模型與分析課件30傳輸線模型與分析課件31傳輸線模型與分析課件32傳輸線模型與分析課件33傳輸線模型與分析課件34傳輸線模型與分析課件35傳輸線模型與分析課件36傳輸線模型與分析課件37傳輸線模型與分析課件38傳輸線模型與分析課件39傳輸線模型與分析課件40傳輸線模型與分析課件41第二章傳輸線理論第二章傳輸線理論42引言低頻和微波傳輸?shù)谋容^微波傳輸?shù)淖蠲黠@特征是使用微波傳輸線,例如,雙導線、同軸線帶狀線和微帶等。很容易提出一個問題:微波傳輸線為什么不采用50周市電明線呢?1.低頻傳輸線低頻時,只要研究一條線(因為另一條線是作為回路出現(xiàn)的)。電流幾乎均勻地分布在導線內(nèi)。電流和電荷可等效地集中在軸線上。由分析可知,Poynting矢量集中在導體內(nèi)部傳播,外部極少。事實上,對于低頻,只須用I,ⅴ和Ohm定律解決即可,無須用電磁理論。引言43引言低頻和微波傳輸?shù)谋容^不論導線怎樣彎曲,能流都在導體內(nèi)部和表面附近,這是因為能量分布與距離的平方成反比。子,PE低頻傳輸線3引言44引言低頻和微波傳輸?shù)谋容^例1計算半徑r02-2×10-m的銅導線單位長度的直流電阻Ro計及J=FEⅠ=JS=E兀r2同時考慮歐姆定律V=「Eal銅材料G=58×10RooAoRoedl1Emb2am258×107×x×(2×10137×10-3g/m引言45傳輸線模型與分析課件46引言低頻和微波傳輸?shù)谋容^∫.=feredr=2丌cEere-「e°dr計及在微波波段中,δ=1是一階小量,對于及以上量完全可以忽略。則=2丌Ero6引言47引言低頻和微波傳輸?shù)谋容^若和直流時的銅導線參數(shù)相同,微波波段的電阻為:6=0.066√f→f=10Hz,,=0.66×106.=3.83×10=2.079/n2丌×2×10-3×3.83×10從直流到10Hz,損耗要增加1500倍R1515×103Ro引言48引言低頻和微波傳輸?shù)谋容^10直線電流均勻分布微波集膚效應損耗是傳輸線的重要指標,如果要將→>r,使損耗與直流保持相同,算出3,03v8引言49引言低頻和微波傳輸?shù)谋容^即直徑是d=6.06m。這種情況,已不能稱為微波傳輸線,而應稱之為微波傳輸“柱”比較合適,2米高的實心微波傳輸銅柱約514噸重(銅比重是8.9Tm3),集膚效應帶來的第二個直接效果是:柱內(nèi)部并無能量傳輸。簡單而實用的微波傳輸線是雙導線,它們與低頻傳輸線有著本質的不同:功率是通過雙導線之間的空間傳輸?shù)倪@時我們更加明確了Guideline的含義,導線只是起到引導的作用,而實際上傳輸?shù)氖侵車臻g(Space)(但是,沒有Guideline又不行)。D和d是特征尺寸,對于傳輸線性質十分重要雙導線引言50本章內(nèi)容2.1傳輸線集總元件電路模型傳輸線電報方程,行波解2.3端接負載的無耗傳輸線Zn,T,VSWR,時間平均功率流24Smith圓圖輸入阻抗圖到反射系數(shù)圖的映射25四分之一波長變換器:頻率響應2.6源和負載失配:阻抗匹配和共軛匹配2.7有耗傳輸線:低損耗線、無畸變線微擾法、惠勒增量電感定則本章內(nèi)容51傳輸線模型與分析課件52傳輸線模型與分析課件53傳輸線模型與分析課件54傳輸線模型與分析課件55傳輸線模型與分析課件56傳輸線模型與分析課件57傳輸線模型與分析課件58傳輸線模型與分析課件59傳輸線模型與分析課件60傳輸線模型與分析課件61傳輸線模型與分析課件62傳輸線模型與分析課件63傳輸線模型與分析課件64傳輸線模型與分析課件65傳輸線模型與分析課件66傳輸線模型與分析課件67傳輸線模型與分析課件68傳輸線模型與分析課件69傳輸線模型與分析課件70傳