电磁场与微波技第4章1-2传输线理论.pptVIP

*低耗线： 均匀传输线的特性阻抗只与其截面尺寸和填充材料有关。 *无耗线： Z0为纯电阻，且与f无关---无色散， 对于某一型号的传输线，Z0为常量。 §1.1 传输线方程 式中d为线直径，D为线间距，常见270~700Ω, 600, 400, 250Ω 双导线的特性阻抗： 为相对介电常数，b为外径，a为内径， 常见有50Ω，75Ω。 同轴线的特性阻抗： W 为平板宽度，d为两板之间的距离。 平行板传输线的特性阻抗 §1.1 传输线方程 ②传播常数γ 一般情况下，传播常数是复数，与频率有关。 则有 无耗线： 传播常数是描述导行波沿导行系统传播过程中的衰减和相位变化的参数。 在电流电压解中，分别有 形式表示向+z和-z方向传播的波，式中g为传播常数。 衰减常数 相移常数 虚数，相移常数 (Propagation constant) §1.1 传输线方程 微波低损耗线 由单位长度分布电阻确定的导体衰减常数； 由单位长度的漏电导确定的介质衰减常数。 §1.1 传输线方程 则反射波的相速： 式中负号表示反方向传播（-z方向）。 ③相速度 而在传输线上入射波和反射波的传播相速度相同。 无耗线上相速： 相速：波的等相位面移动的速度 §1.1 传输线方程 无耗线上，传输线的特性阻抗可表示为： ④波长 传输线上波的振荡相位差为2π的两点的距离为波长λ： 故 T为振荡周期 长线 短线 对于TEM导波： 可传输任意波长的波。 截止波长 (Wavelength) §1.1 传输线方程 结论： 1）均匀无耗线上的电压和电流，一般情况下是两个以相同速度向相反方向传播的正弦电磁波的叠加； 2）入射波（或反射波）的电压与电流之比为特性阻抗。 §1.1 传输线方程 微波阻抗（包括传输线阻抗）为分布参数阻抗，与导行系 统上导波的反射或驻波特性密切相关。 返回 §1.2 传输线上的基本传输特性 1.分布参数阻抗( Distributed impedance ) 定义：传输线上任一点d的阻抗Zin(d)为线上该点的电压与电流之比。或称由d点向负载看去的输入阻抗( Input impedance ) 。 由线上某点： 对于无耗传输线： 则 §1.2 传输线上的基本传输特性 ①Zin随d而变，分布于沿线各点，与ZL有关，是分布参数阻抗； ②传输线段具有阻抗变换作用；ZL经d的距离变为Zin； ③无耗线的阻抗呈周期性变化，具有l/4的变换性和l/2的重复性。 由上式可见，d点的输入阻抗与该点的位置和负载阻抗ZL及特性阻抗Z0有关。同时与频率有关。 与电长度有关 ZL=100，Z0=50 R X §1.2 传输线上的基本传输特性 当距离 时， 输入阻抗具有二分之一波长的重复性 当距离 时， 输入阻抗具有四分之一波长的变换性 §1.2 传输线上的基本传输特性 例：终端短路ZL=0 Zin= ? Zin= 0 Zin= ? §1.2 传输线上的基本传输特性 例：终端开路ZL=? Zin= 0 Zin= ? 开路 Zin= 0 短路 §1.2 传输线上的基本传输特性 例：终端接纯电阻 ZL=25W Z0=50W Zin=100W Zin= 25W Zin=100W §1.2 传输线上的基本传输特性 2．反射参量 1）反射系数 ( reflection coefficient ) 定义：传输线上某点的反射系数为该点的反射波电压（或电流）与该点的入射波电压（或电流）之比。 电压反射系数 +表示入射波，-表示反射波。 其模值范围为0~1。 电流反射系数 §1.2 传输线上的基本传输特性 则有 在负载端，d=0 式中 为终端反射系数（1）。 将定解-终端条件解： 代入得反射系数为 对于无耗线 即有 其大小保持不变，以-2b d 的角度沿等圆周向信号源端（顺时针方向）变化，如图。 §1.2 传输线上的基本传输特性 无耗线上的反射系数的大小（模值） 取决于终端负载和线上的特性阻抗，不随距离d变化。 无耗线上的反射系数的相位随距终端的距离d 按-2b d 规律变化。 由于有入射波与反射波来回路程 用反射系数表示线上电压电流 无耗线电压和电流为： §1.2 传输线上的基本传输特性 或 2）阻抗与反射系数的关系 则： §1.2 传输线上的基本传输特性 测量 --可确定 。 与 一一对应。 引入归一化阻抗以（Z0的归一化阻抗）： 即当传输线的特性阻抗Z0一定时，传输线上