第七章_均匀传输线中的导行电磁波.ppt

3. 驻波 如 （开路）， ，则 当 即，当 时， , 发生全反射 电压波、电流波为驻波。 下 页 上 页 返 回 （全反射现象） （传输线终端短路） （开路） （纯电抗负载） 终端短路分析 见课本 电压波腹，电流波节 c）时间相位差 90o，无能量传播，电能与磁能在 空间相互转换。 b）当 ， 驻波特点 电压波节，电流波腹 a）无波动性。 当 ， 下 页 上 页 返 回 4. 行驻波 = 行波 + 驻波 当 时, ，部分电磁波反射但非全反射 电压波、电流波为行驻波。 下 页 上 页 返 回 思路 及 （2）根据 和 求 例7.3.1 已知传输线特性阻抗及电磁波波长，测量可 得 ，试求负载 。 或 解 （1） 下 页 上 页 返 回 第 七 章 均匀传输线中的导行电磁波 Guided Electromagnetic Wave in Uniform Transmission Line 第七章 均匀传输线中的导行电磁波 有损耗均匀传输线 无损耗均匀传输线的阻抗匹配 无损耗传输线的入端阻抗 无损耗传输线中波的反射和透射 无损耗均匀传输线的传播特性 无损耗均匀传输线方程 序 下 页 返 回 7.0 序 Introduction 分布参数电路：当实际电路尺寸与工作波长接近时的电路模型。 传输线作用：引导电磁波，将能量或信息定向地从一点传输到另一点。 传输线种类：平行双线 、同轴电缆 、平行板传输线、金属波导和介质波导等。 下 页 上 页 返 回 图7.0.1 分布参数等效电路 均匀传输线：传输线的材料及其物理参数相同，几何尺寸相同，沿传输线周围的媒质相同。 TEM 波：波传播的方向上无电场和磁场的分量。 本章要求： 熟练掌握均匀传输线的稳态分析方法；并灵活应用其方法 ，深刻理解电压波和电流波的传播特性 ( 行波、驻波、匹配等 ) ；掌握有损耗传输线的无畸变条件。 下 页 上 页 返 回 无损耗均匀传输线:构成传输线的导体是理想导体, 线间介质为理想介质. 7.1 无损耗均匀传输线方程 (Lossless Uniform Transmission Line Equation) 7.1.1无损耗均匀传输线上的TEM波 对理想导体组成的二线均匀传输线, d L (忽略两线间的辐射) 除了负载吸收的能量外,别无其他形式的能量损耗, 可以认为电源提供的能量全部由电磁波传递给了负载. I 设由两根平行理想导体构成的二线均匀传输线沿z轴放置, 其中通有轴向(z轴)电流. 首先研究动态位,用动态位来描述传输线周围的电磁场. 动态矢位A只有z分量,因为电流只有轴向分量. 由 理想导体内部无场强 (理想导体内部无电场,分界面电场切向连续可得传输线周围电场无 Z分量) E1t=E2t P159 4-44 结论: 无损耗二线均匀传输线周围理想介质中的电磁波 只有横向分量.TEM波 考虑除了传输线外周围理想介质为无源区.结合时变场中动态位满足的达朗贝尔方程.有: 若令 则 ? ? 根据电场和动态位之间的关系 得 ⑴ ⑵ (3) p156 分量 由洛仑兹条件知: 由(4)(3)式消去 由(4)(3)式消去 (4) p157 动态矢位A只有z分量 (3) 则(1)(2)式达朗贝尔方程变为 与时间无关,表明上述两式与静态场的位函数满足相同的方程. 由于同一系统中,满足相同的边界条件,所以TEM波的电磁场在传输线横截面内的分布与静态场的分布安全一样. (5) xoy面 7.1.2无损耗均匀传输线方程 通过将传输线系统的电压与电场,电流与磁场联系起来,可以得到用电压和电流表示的传输线方程,即不去论及电场与磁场,而把电路中的电压与电流及阻抗等概念引入传输线问题. 依据TEM波的电磁场在传输线横截面内的分布与静态场的分布安全一样.因此静态场中的方程仍适用: 表明在给定z值的任意平面内,导线1和导线2之间的电压为: 表明导线1和导线2之间的电压随t和z变化,在同一时刻,不同z值 的横截面上的电场分布不同,所以不能简单的说传输线两导体之 间的电压,只能说某截面内(即某一z值)的两导体间的电压. 穿过传输线两导体之间的单位长度内的磁通为: (6) (7) 为传输线每单位长度上的电感 为传输线每单位长度上的电容 分别满足(3),(4)两式 (4) (3) 和 相减 上述两式是用电压,电流表示的无损耗均匀传输线方程,又称 电报