微波技术基础电子科大第12次课.ppt

dz足够短（dzl）, dz上的分布参数效应可用串联阻抗 Z1dz和并联导纳Y1dz的集总参数电路来等效。 时谐均匀传输线，省去时间因子 根据基尔和夫定理得出 （电报方程） 第5章 传输线的电路理论 电压变化由串联阻抗造成 电流变化由并联导纳造成 由电报方程可推得 （传输线电压、电流波动方程 ） 二阶常系数微分方程，其解为： 电压、电流波的传播常数，决定于分布电路参数和工作频率 上面的方程有四个未知量A1，B1，A2，B2，但是利用欧姆定律I（Z）的表达式又可写为： 第5章 传输线的电路理论 其中 这样待定系数只剩下了A1，B1；A1、B1决定于传输线 的端接条件 。 通常端接条件有三种： （1）已知终端电压UL和电流IL； （2）已知始端电压Us和电流Is； （3）已知激励源的电动势Es、内阻抗Zs和负载阻抗ZL。 常见情况是第1种： 第5章 传输线的电路理论 坐标z的起点选择在负载端即z=0 ，有： 此式就是已知传输线终端电压、电流时，线上任意一点 的电压、电流解。 第5章 传输线的电路理论 其解表明： 传输线的电压、电流由一列向负载方向传输波， 即入射波，随z增大而增大。 一列向波源传播的波，即反射波，随z的增大而减小 两列波叠加而成，呈行驻波混合分布。 r 1+r 入射波 发射波 被有效传输 负载 起始点z=0 令 （入射波） （反射波） 因此： V(z)，I(z)还可表示双曲线函数形式为 写成矩阵形式： 第5章 传输线的电路理论 如果传输线无耗 同样容易推导出：若坐标z的起点选在波源端，即选择 始端端接条件，线上任意一点的电压、电流表达式为： 第5章 传输线的电路理论 若坐标z的起点选在波源端，即选择始端端接条件，线上任意一点的电压、电流表达式为 第5章 传输线的电路理论 思考题： 另外两种端接情况如何推导？ 第5章 传输线的电路理论 * * * * * * * * * * * * * * * 微波技术基础 詹铭周 副教授 电子科技大学电子工程学院 地点：清水河校区科研楼B336 电话 电邮：mzzhan@uestc.edu.cn 第三章总结 微波集成传输线：定义 传输线的类型，支持的导波类型（微带准TEM） 微波集成传输线的特点，优点，应用场合 分析方法：场（第二章（重点））与路（第五章（重点））的区别 集成传输线总结 微波集成传输线－分析方法 分析方法有两类：解析方法和数值解法 ———目标，传输线的特性阻抗和传播常数。 1、解析方法——准静态法 把主模当成纯TEM分析，通过计算结构的静电容得出结果。包括：保角变换、变分法、有限差分和积分方程。准静态法在低频情况下完全能满足工程设计的需求。 2、数值方法——全波分析法（麦方程求解困难的时候） 考虑所有混合模式。积分方程方法，谱域法，以及时域有限差分法（FDTD） 等，有限元法等。 全波分析方法更严格，可精确计算出与频率相关的参数。 第五章内容 传输线定义？微波传输线形式？ 如何利用传输线理论的路——导波理论的场联系起来？ 微波系统的复杂性（模式多，场解复杂）——等效电路法可以简化设计过程。 研究对象从场解（E、H等）——路相关的参量（U、I、L、C、R、G、Z0等） 分布参数与集中参数的区别？ 电报方程与端接条件？ 第5章 传输线的电路理论 5.1 引言 传输线的实例包括：连接运营商和有线电视、有线电话之间的电缆或者光纤，连接发射机和天线之间的馈电线，人脑中的视神经与神经网络也是传输线。 传输线的实例还有很多，只要是能够在两点之间传送能量或者信息的网络或者结构都可以作为传输线的实例被列举出来。 微波传输线定义：连接激励源和负载的网络，用于把电磁能量或者电磁信息从一处传送到另一处。 发电厂 用户家中 交流电频率 (f) is @ 50 Hz 波长 (l) is 5? 106 m 传输线的形式——1 集成电路 微带线 带状线 通孔 从此处截面 PCB 基板 T W 上图的横截面 T 信号 (微带) 地/电源 信号 (带状线) 信号 (带状线) 地/电源 信号 (微带) 铜导线 Copper Plane FR4 基板 W 信号频率 (f) 5 GHz 波长 (l) 6 cm 微带线 带状线 传输线的