微波技术与天线 大连理工大学.pdf

第1章均匀传输线理论 第1章 均匀传输线理论 1.1 均匀传输线方程及其解 1.2 传输线的阻抗与状态参量 1.3 无耗传输线的状态分析 1.4 传输线的传输功率、效率和损耗 1.5 阻抗匹配 1.7 圆图(Smith圆图)及其应用 1.6 同轴线的特性阻抗 信通学院光纤通信实验室 殷洪玺 1 第1章均匀传输线理论 微波传输线: 传输微波信息和能量的各种形式的传输系统 的总称 作用是引导电磁波沿一定方向传输, 因此又称为导波系统 导行波: 其所导引的电磁波 规则导波系统: 截面尺寸、形状、媒质分布、材料及边界 条件均不变的导波系统, 又称为均匀传输线。 把导行波传播的方向称为纵向, 垂直于导波传播的方向称 为横向。无纵向电磁场分量的电磁波称为横电磁波，即TEM 波。 信通学院光纤通信实验室 殷洪玺 2 第1章均匀传输线理论 另外,传输线本身的不连续性可以构成各种形式的微波无 源元器件 微波系统: 均匀传输线 无源元器件 有源元器件 天线 微波传输线大致分三类: 第一类是双导体传输线, 它由两根或两根以上平行导体 构成, 因其传输的电磁波是横电磁波(TEM波)或准TEM波, 故 又称为TEM波传输线 信通学院光纤通信实验室 殷洪玺 3 第1章均匀传输线理论 主要包括: 平行双线 同轴线 带状线 微带线 第二类是均匀填充介质的金属波导管, 因电磁波在管内传播, 故称为波导, 主要包括: 矩形波导 圆波导 脊形波导 椭圆波导 信通学院光纤通信实验室 殷洪玺 4 第1章均匀传输线理论 第三类是介质传输线, 因电磁波沿传输线表面传播, 故称为表 面波波导, 主要包括介质波导、 镜像线和单根表面波传输线 等。 单根表面 镜像线 介质波导 介质波导 波传输线 信通学院光纤通信实验室 殷洪玺 5 第1章均匀传输线理论 均匀传输线的分析方法通常有两种: 一种是场分析法, 即从麦克斯韦尔方程出发, 求出满足边 界条件的波动解, 得出传输线上电场和磁场的表达式, 进而 分析传输特性; 另一种是等效电路法, 即从传输线方程出发, 求出满足边 界条件的电压、 电流波动方程的解, 得出沿线等效电压、 电流的表达式, 进而分析传输特性。 前一种方法较为严格, 但数学上比较繁琐, 后一种方法实 质是在一定的条件下“化场为路”, 有足够的精度, 数学上较 为简便, 因此被广泛采用。