传输线基本知识培训-硬件和射频工程师.PDF

传输线基本知识培训 传输线基本知识 传输线及馈线介绍 传输线及馈线介绍 传输线及馈线技术指标 传输线及馈线技术指标 2006CNTTR. All Rights Reserved. 传输线及馈线 连接天线和发射 （或接收）机输出（或输入）端的导线称为传输线或馈线。传输线的主要 任务是有效地传输信号能量。 因此它应能将天线接收的信号以最小的损耗传送到接收机输入端，或将发射机发出的信号 以最小的损耗传送到发射天线的输入端，同时它本身不应拾取或产生杂散干扰信号。这样， 就要求传输线必须屏蔽或平衡。 当传输线的几何长度等于或大于所传送信号的波长时就叫做长传输线，简称长线。 2006CNTTR. All Rights Reserved. 传输线及馈线 2006CNTTR. All Rights Reserved. 传输线的种类 超短波段的传输线一般有两种：平行线传输线和同轴电缆传输线（ 波传输线有波导和 带等） 。平行线传输线通常由两根平行的导线组成。它是对称式或平衡式的传输线。这种馈 线损耗大，不能用于UHF频段。同轴电缆传输线的两根导线为芯线和屏蔽铜网，因铜网接地， 两根导体对地不对称，因此叫做不对称式或不平衡式传输线。同轴电缆工作频率范围宽，损 耗小，对静电耦合有一定的屏蔽作用，但对磁场的干扰却无能为力。使用时切忌与有强电流 的线路并行走向，也不能靠近低频信号线路。 2006CNTTR. All Rights Reserved. 传输线的特性阻抗 无限长传输线上各点电压与电流的比值等于特性阻抗，用符号Ｚ。表示。同轴电缆的特性 阻抗 Ｚ。＝〔138/√ε〕×log(D/d) Ω。通常Ｚ。=50 Ω/或75Ω r 式中，D为同轴电缆外导体铜网内径；d为其芯线外径；ε 为导体间绝缘介质的相对介电 r 常数。 由上式不难看出，馈线特性阻抗与导体直径、导体间距和导体间介质的介电常数有关，与 馈线长短、工作频率以及馈线终端所接负载阻抗大小无关。 2006CNTTR. All Rights Reserved. 馈线衰减常数 信号在馈线里传输，除有导体的电阻损耗外，还有绝 缘材 的介质损耗。这两种损耗随馈线长度的增加和工作 频率的提高而增加。因此，应合理布局尽量缩短馈线长度。损耗的大小用衰减常数表示。 单位用分贝 （dB）／米或分贝／百米表示。 这里顺便再说明一下分贝的概念，当输入功率为Ｐ。输出功率为Ｐ时，传输损耗可用 γ表示，γ(dB)＝10×log(Ｐ。/Ｐ )(分贝)。 2006CNTTR. All Rights Reserved. 匹配的概念 什么叫匹配？我们可简单地认为，馈线终端所接负载阻抗Ｚ 等于馈线特性阻抗Ｚ。 时，称为馈线终端是匹配 接的。当使用的终端负载是天线时，如果天线振子较粗，输入阻 抗随频率的变化就较小，容易和馈线保持匹配，这时振子的工作频率范围就较宽。反之，则 较窄。 在实际工作中，天线的输入阻抗还会受周围物体存在和杂散电容的影响。为了使馈线与 天线严格匹配，在架设天线时还需要通过测量，适当地调整天线的结构，或加装匹配装置。 2006CNTTR. All Rights Reserved. 匹配和失配例 要获得良好的电性能阻抗必须匹配。 电缆 天线 50 ohms 50 ohms 80 ohms 2006CNTTR. All Rights Reserved. 反射损耗 当馈线和天线匹配时，高频能量全部被负载 吸收，馈线上只有入射波，没有反射波。馈线上 各处的电压幅度相等，馈线上任意一点的阻抗都 等于它的特性阻抗。