1、第四章傳輸線理論，主要內(nèi)容：統(tǒng)一傳輸線方程(理解)傳輸線阻抗和狀態(tài)參數(shù)(把握)傳輸線的狀態(tài)分析(把握，重點)阻抗匹配(理解，把握，重點)史密斯餅圖(把握)，1，1.也稱為傳導系統(tǒng)，因為它起到引導電磁波向特定方向傳播的作用。第一類是由兩個或多個平行導體組成的雙導體傳輸線，由于所傳輸?shù)碾姶挪ㄊ菣M波電磁波(TEM波)或準TEM波，因此也稱為TEM波傳輸線，主要包括平行雙線、同軸線、帶狀線和微帶線等。1微波傳輸線的分類，1微波傳輸線的分類，第二類是均勻填充介質(zhì)的金屬波導管。電磁波在管內(nèi)傳播，所以稱為波。傳輸電磁波是橫波(TE波)和橫波(TM波)，因此TE波和TM波傳輸線主要也稱為矩形波、環(huán)形波、等。第

2、三類是介質(zhì)傳輸線，因為電磁波沿傳輸線表面?zhèn)鞑?，所以稱為面波波導，主要包括介質(zhì)波導、鏡射線、單面波傳輸線等。電磁波聚集在傳輸線內(nèi)部和表面附近，沿軸傳播，通常是混合波(TE波和TM波的疊加)，在某些情況下可以傳播TE或TM波。其他結(jié)構(gòu)更復雜的傳輸線是上述三種茄子基本類型的組合和發(fā)展。1微波傳輸線分類，2對傳輸線的基本要求，操作頻率帶寬(或滿足特定要求)功率容量大(或滿足特定要求)。工作穩(wěn)定性好。損失小，規(guī)模小，費用低。在實際應(yīng)用中，考慮到損失減少和結(jié)構(gòu)工藝上的可行性等，可以在微波或分米波的低頻范圍內(nèi)使用雙絲或同軸線。在厘米波范圍內(nèi)，可以使用空心金屬波導管、帶線、微帶線等。毫米波范圍可以使用空心金屬

3、波導管、介質(zhì)波、介質(zhì)鏡線和微帶線。光頻帶使用光波導(光纖)。微波傳輸?shù)淖铒@著特征是雙絲、同軸線、帶狀線、微帶等差別化微波傳輸線。我們很容易問問題：微波傳輸線為什么不使用50Hz時電明線？在低頻內(nèi)，我們沒有討論過傳輸線，為什么要去微波波段討論呢？6，低頻傳輸線是低頻的，電流幾乎均勻地分布在導線內(nèi)。電流和電荷可以均等地集中在軸上，而福林向量集中在導體內(nèi)部傳播，外部很少。因此，解決物理量只需用I，V，歐姆定律來解決，不需要電磁理論。無論電線如何彎曲，能量流都在導體內(nèi)部和表面附近。低頻電路有很多課程，但沒有唯一的傳輸線課程，原因很簡單：只有兩條線路有什么理論？這里倒要深入研究牙齒問題。7，微波傳輸線頻

4、率提高時，第一個問題是導體的皮膚效果(Skin Effect)。導體的電流、電荷和場都集中在導體表面。范例2研究f=10GHz=1010Hz，L=3cm，r0=2mm線材的線材消耗R。在牙齒情況下，的表面電流密度是衰減常數(shù)。在良導體方面，可以被電磁場理論稱為皮膚深度。微波波段中第一次少量，對于異常量完全可以忽略。與DC一樣，從DC 50Hz到1010Hz的損失增加了1500倍。圖2-2直線電流均勻分布圖2-3微波皮膚效果，損失是傳輸線的重要指標，要使損失保持與直流電相同，則為，2米高的實心微波傳輸銅柱約514噸(銅的比重為8.9T/m3)，微波傳輸線看來必須走自己的路。一切事物都有自己獨特的本

5、質(zhì)，硬逼不適當?shù)那闆r，必然會得出荒唐的結(jié)論。剛才討論的例子正是因為我們強行設(shè)想將微波鎖在銅導線內(nèi)傳播，事實上是不可能的。春光滿溢，紅杏出墻了.最簡單實用的微波傳輸線與低頻傳輸線有本質(zhì)的區(qū)別。電力通過雙電線之間的空間傳遞。微波功率必須在導線外部的空間(大部分)傳輸。這是結(jié)論。14，在牙齒點，我們可以使準則的含義更明確。導線只是導向，但實際上傳輸了周圍的空間(空間)(但沒有引導線就渡邊杏了)。D和D是特征尺寸，對傳輸線特性非常重要。圖2-4雙線，15，4傳輸線理論的內(nèi)容，傳輸線理論主要包括兩個茄子方面：首先，研究所在傳輸線截面上傳輸電場和磁場的分布規(guī)則(也稱為場結(jié)構(gòu)、模式、波類型)。這稱為側(cè)面問題

6、。第二，研究電磁波沿傳輸線軸傳播的特性和場的分布規(guī)律，稱為縱向問題。4傳輸線理論的內(nèi)容，側(cè)面問題要求解決電磁場的邊值問題。類型或類型不同，但結(jié)構(gòu)樣式不同的傳輸線具有不同的邊界零件，需要單獨調(diào)查?？v向問題的情況是，都是沿著軸方向?qū)㈦姶挪ǖ哪芰繌囊粋€地方傳送到另一個地方。因此，雖然傳輸線類型不同，但都可以用相同的物理量描述?？梢杂孟嗤暮唵蝹鬏斁€(例如雙線或同軸線)來描述。4傳輸線理論的內(nèi)容，簡單傳輸線的縱向問題，可以用有用的方法分析。根據(jù)邊界和初始條件，求出了電磁場波動方程的解，求出了電磁場隨時間和空間的變化規(guī)律。另外，在求出傳輸線的分布參數(shù)后，可以利用分布參數(shù)電路的理論(傳輸線的電路模型)，分

7、析電壓波(對應(yīng)于電場)和電流波(對應(yīng)于磁場)隨時間和空間變化的規(guī)律的方法。(簡單易懂)對于低頻信號(例如，50Hz的交流電源供應(yīng)裝置)，其波長為6106米，即6公里，因此30公里的輸電線可以是單線，但可以是10厘米的波。在30GHz下工作，其波長為1厘米，則為長線。1相反，短線；傳記長度：l/，4.1傳輸線方程和傳輸線的場分析方法，4.1.1遠距離和分布參數(shù)等效電路，19，頻率上升到微波波段時，這些分布效果不可忽視，因此微波傳輸線是分布參數(shù)電路。因此，傳輸線的電壓和電流是隨時間和空間位置變化的二進制函數(shù)。U、I和其他參數(shù)不能集中在特定研究、U、I和其他參數(shù)上；特定研究、可變性、“公路”分析、“

8、字段”分析、“字段”分析、公路、20，2分布參數(shù)效果、分布電感、分布電感集整體參數(shù)，21，雙線，同軸分布參數(shù)和材質(zhì)與大小關(guān)系，22，均勻傳輸線：參數(shù)分布非均勻傳輸線(R0，G0)消耗傳輸線，23，每個分布參數(shù)如下：例如：銅材料的同軸低電壓線，24，小時t，位置z的電壓和電流分別為u(z，t)和i(z，t)，位置z dz的電壓和電流分別為u(z dz，t)和i(z dz，t)，4.1.2傳輸線方程及其解法，1，均勻傳輸線方程，1，25，基爾霍夫定律，西餐聯(lián)立，結(jié)果，均勻傳輸線方程，(電報方程)，傳輸線單位長度串行阻抗，傳輸線單位長度并行導納，在2式相反方向傳播的波，2第二部分表示載荷中沿信號源方

9、向傳播的行波，稱為反射波。沿入射波和反射波的瞬時分布圖，29，在均勻無損耗傳輸線傳輸中，通過邊界條件確定積分常數(shù)(請參見選擇坐標軸)，在牙齒章節(jié)中，選擇負荷端點作為坐標起點，31，設(shè)置的坐標也是兩組坐標。z從源出發(fā)，z從負載出發(fā)，通過轉(zhuǎn)換具體。討論的邊界條件是終端條件、源條件和電源供應(yīng)裝置、阻抗條件。(1)已知端子的電壓U2和電流I2可以在端子負載電壓U2、電流I2和傳輸線特性參數(shù)、Z0牙齒已知的傳輸線的任何點使用電壓和電流。32，雙曲函數(shù)格式，表示在負載中傳播的入射波，在信號源中傳播的反射波，在端子中計算的坐標的情況下，NOTE:中包含的項目表示在負載中傳播的入射波，包含的項目表示在信號源中

10、傳播的反射波，33表示均勻無損善意的情況下(3)電源阻抗條件(已知)是源條件也就是說，注：傳輸線方程有兩個常數(shù)，源阻抗已知條件有三個常數(shù)。牙齒之間有矛盾嗎？可用，觀察已知(見上文)，實際獨立參數(shù)，也是兩個獨立量。最后，NOTE:在以后沒有特殊宣言的情況下，電壓和電流表達式都表示端子電壓U2和端子電流I2，4.2傳輸線的基本特性參數(shù)特性阻抗Z0傳輸線導波(入射波)的電壓和電流的比率。倒數(shù)稱為“屬性導納”(properties dimension)，顯示為Y0。Z0=，特性阻抗的一般表達式得出，對于均勻無消耗傳輸線，R=G=0，固有阻抗，無損傳輸線的特性阻抗僅與傳輸線本身的結(jié)構(gòu)和材料相關(guān)。損失線的

11、特性阻抗也與工作頻率相關(guān)。42，對于直徑為D、間距為D的平行雙線傳輸線，特性阻抗為A，B，對于未消耗的同軸電纜，特性阻抗為250、400和600，這是常用平行雙線傳輸線的特性阻抗。常用同軸善意特性阻抗有50(電纜)和75(網(wǎng)絡(luò)電纜)。在低損耗線的情況下，43，2)傳播常數(shù)傳播常數(shù)是描述沿導波系統(tǒng)傳播期間傳輸線導波衰減和移動的參數(shù)。對于未消耗的傳輸線，A:衰減常數(shù)表示單位長度寬度的衰減量。表示單位長度相位變化的相位移動常數(shù)，低損耗傳輸線為44，入射波的相位速度為微波無損傳輸線，平行雙線和同軸：TEM波(無色散波)；相位速度和相位波長、無損線：TEM模式下的相速度等于電磁波的速度，相波長也是電磁波

12、的波長。，有實線：頻率的復雜函數(shù)。在牙齒情況下，相位速度與頻率相關(guān)。漫射效果，45，1納米(NP)=8.686分貝(dB) 1分貝(dB)=0.115納米(NP)分貝瓦特3360，46，3，50，(2)輸入阻抗和反射系數(shù)之間的關(guān)系(一對一對應(yīng))，將z=0作為常識負載阻抗和終端反射系數(shù)之間的關(guān)系進行賦值。上述兩種茄子格式為51，無耗傳輸線的所有點反射系數(shù)值相同，因此載荷決定了無耗傳輸線反射波的振幅。行波狀態(tài)、入射波和反射波振幅相同，只有相位差異。能量全部反射回去了。駐波狀態(tài)，入射波能量部分被負載吸收部分反射。行載波狀態(tài)、52、(3)載波比(VSWR)和行波系數(shù)、電壓(或電流)駐波比3360傳輸線

13、電壓(或電流)的最大值和最小值的比率，即當傳輸線入射波等于反射波時，合成波出現(xiàn)的次數(shù)最多，相反，重疊超時最小值、行波系數(shù)k可以用反射系數(shù)的強度、駐波比和行波系數(shù)三個茄子參數(shù)來描述。54，5)傳輸功率，56，傳輸線路的狀態(tài)由傳輸線路的反射率決定，我們對傳輸線路的分析是通過將基本思想等同于一個網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)的。原因很簡單。我們只對輸入和輸出感興趣，表示信號輸入和輸出特性的重要指標就是其功率。瞬時功率=U(Z)I*(Z)主要發(fā)生在電阻上，指電路的損耗功率(熱、機械能、光能)，由電感電容產(chǎn)生，用于交換電路中的電場和磁場，用于構(gòu)建和維護傳記設(shè)備中磁場的功率。在任何點的電壓電流：在任何點的傳輸功率：P和P-分別表示通過Z的入射波功率和反射波功率。，為了簡化，工程通常計算電壓波腹點(最大點)或電壓波谷點(最小點)處的傳輸功率。也就是說，在沒有貫穿的情況下，在傳輸線的功率容量、57、ZL=Zc或傳輸線為無窮大的情況下，傳輸線允許的最大功率在行波狀態(tài)下工作。4.3.1行波狀態(tài)，在行波狀態(tài)下電流和電壓的瞬時值，重要的參數(shù)特性：行波具有4茄子特性。1雙絞線各點電壓和電流的振幅保持不變，駐波比為1。當2 T恒定時，電壓和電流的瞬