传输线理论1幻灯片.ppt

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传输线理论1幻灯片

第一章 传输线理论 1.0 引言 一、传输线的基本概念 传输线:用来引导传输电磁波能量和信息 的装置 对传输线的基本要求: 1.工作频带宽,用来增加传输信息容量和保证信号无畸变传输。 2.传输损耗小,传输效率高。 3.大功率系统中,传输功率容量大。 4.尺寸小,重量轻,便于生产安装。 表1-0 常用微波传输线的种类 类型 工作类型 名称 应用波段 TEM波传输线 TEM型波 平行双线 同轴线 带状线,微带 米波,分米波低频端 分米波,厘米波 分米波,厘米波 金属波导 TE、TM型波 矩形波导,圆波导,椭圆波导,脊波导 厘米波,毫米波低频端 表面波传输线 混合型波 介质波导,介质镜像线,单根表面波传输线 毫米波 TEM或准TEM传输线: 金属波导 矩形波导 椭圆波导 脊形波导 圆形波导 表面波传输线 分类 以传输的电磁波类型上来分: TEM波传输线与非TEM波传输线 或 非色散波传输线与色散波传输线 分析 分析方法有两种:路的分析方法 场的分析方法 比较两种分析方法 电路理论 电磁场理论 研究对象:R,L,C , , 研究目标: , , 分析依据:基尔霍夫定律 Maxwell方程组, KCL,KVL 边界条件 1.1 长线理论 1.1.1分布参数电路模型 1.长线效应 交流电 50Hz 6000km 1000m 电磁波 1000MHz 30cm 1m 长线:相对波长而言,凡是线长度比波长长或与波长相当的传输线就称为长线。 电长度:定义传输线的长度 与所传输的电磁波波长 之比为电长度。 指的是电长度而不是几何长度,是一个相对的概念 2.分布参数效应 平行双线为例,分布电感2μH/m,分布电容5pF/m 500Hz时,串联阻抗 并联导纳 5GHz时,串联阻抗 并联导纳 在微波波段,低频时忽略的各种现象与效应此时都通过沿导体线的损耗电阻、电感、电容和漏电导表现出来,导致沿线电压、电流随时间与空间位置变化,这些参数对传输的电磁波的影响分布在传输线上的每一点,顾称其为分布参数,用R1、L1 、C1 、G1表示,分别称为传输线单位长度的分布电阻、分布电感、分布电容和分布电导。 均匀传输线:传输线的分布参数是沿线均匀分布的,不随位置而变化。 连接了源和负载的传输线 图1(a) 可以以电源端为参考原点, 也可以以负载端为参考原点。 图1(b) 等效电路 1.1.2 长线方程及其解 上两式两边同除以 ,并取 的极限 1.传输线方程 一般传输线方程 或电报方程 若电压电流是随时间简谐变化的波 或 —— 时谐传输线方程 单位长度的串联阻抗 并联导纳 波动方程 令

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