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第二章 长线理论;第一节 传输线的基本概念; (1) TEM波(包括准TEM波)传输线; (2) 金属波导传输线, 其传输模为TE、TM波。; (3) 表面波传输线; 2. 微波传输线不仅能传输电磁能量, 还可用来 构成各种微波元件( 如谐振腔、滤波器、阻抗匹配 器、定向耦合器等 ) 。这与低频传输线截然不同。 当传输线的横向尺寸比信号波长小得多、而 轴向尺寸(即长度)远比信号波长大时, 可将传输线 看成一维分布参数电路。 本章讨论的是指传输TEM波的传输线，可用 双导线模型进行分析。;二、分布参数概念;图 2-4 电 流 ( 电 压 )沿 线 分 布 图; 图(a)为半波长的波形图, AB l, 为“短线”， 某一时刻, AB上各点的电压(电流)的大小和相位 几乎不变。; 2. 分布参数与分布参数电路; 高频信号通过传输线时会产生以下分布参数： 导体周围高频磁场→串联分布电感； 两导体间高频电场→并联分布电容； 导线? 有限，高频电流趋肤效应→分布电阻； 导体间非理想绝缘→漏电→并联分布电导。 当双导线工作在微波波段时，分布参数的影响 不容忽视。; 例：设双导线的分布电感 L0=0.999nH/mm， 分布电容 C0=0.0111pF/mm ; 工作在 f= 50Hz时引入的串联电抗、并联导纳： XL?f=50Hz=?L=2?f L0=314?10-3?? /mm Bc?f=50Hz=?C=2?f C0 =3.49?10-12 S /mm 当频率升到5000MHz时： XL?f=5000MHz=?L=2?f L0 =31.4 ? /mm Bc?f=5000MHz=2?f C0 =3.49?10-4 S /mm 后者是前者的一亿倍，其分布参数效应不容忽视。; 微波传输线, 其电路参数(R、L、C、G)及 电路物理量(u、i)，都是沿线分布的(是 z，t 的 函数)，称之为分布参数电路，必须用传输线理 论来研究。;三、均匀传输线及其等效电路; 2.均匀传输线的分布参数： 分布电阻 R0 (?/m)：单位长度传输线段的总电阻值。 与导线的材料及截面尺寸有关，理想导体的R0 =0。 分布电导G0 (S/m) ：单位长度传输线段的并联电导值。 与导线周围介质材料的损耗角有关 ，理想介质的G0 =0。 分布电感 L0 (H/m) ：单位长度传输线段的自感。与 导线截面尺寸、线间距及介质的磁导率有关。 分布电容C0 (F/m) ：单位长度传输线段间的电容。与 导线截面尺寸、线间距及介质的介电常数有关。; 本章主要研究均匀无耗传输线，R0 = 0 ， G0 = 0； L0 、 C0 的计算公式见P6表2-1。 3. 均匀传输线的等效电路 对于均匀传输线, 由于分布参数均匀分布，故可任 取一小段线元 dz? 来讨论，dz可作为“短线”，即集中 参数电路来处理, 并等效为一个集中参数的?型网络。而 整个传输线就可视为由许多相同线元dz的等效网络级联 而成的电路，如图2-5所示。; 用等效电路解释微波传输线上不同位置的电压、电 流不同的现象。如图, 由于1-1’和2-2’之间有串联电阻存 在，因而电压不同；又由于线间并联回路的分流作用， 通过1点和2点的电流也不同。; 当接通电源后, 电流通过分布电感逐级向分布 电容充电形成向负载方向传输的电压波和电流波， 即，电压和电流是以波的形式在传输线上传播并 将能量从电源传至负载。 思考题： 1. 什么叫传输线？微波传输线可分为哪几类？ 2. 何谓“长线”、“短线” ？举例说明。 3.什么叫分布参数电路？它与集中参数电路 在概念和处理手法上有何不同？