电磁场传输线基本理论.ppt

§20引言 传输线的概念 微波传输线的分类 电力传输线与信号传输线之间的区别 四、传输线研究的问题和分析方法  、传输线的概念 导引电磁波传播的机构通称为传输线,而 传输线具有明确的电路概念。 传输线是用以传输电磁波信息和能量的各 种形式的传输系统的总称。 微波传输线是用以传输微波信息和能量的 各种形式的传输系统的总称,它的作用是 引导电磁波沿一定方向传输,因此又称为- 波系统,其所导引的电磁波被称为导行波。  一般将截面尺寸、形状、媒质分布、材料 及边界条件均不变的导波系统称为规则导 波系统,又称为均匀传输线。 把导行波传播的方向称为纵向,垂直于导波 传播的方向称为横向。 传输线本身的不连续性可以构成各种形式 的微波无源元器件,这些元器件和均匀传输 线、有源元器件及天线一起构成微波系统。  、微波传输线的分类 ·第一类是双导体传输线,它由两根或两根以上平 行导体构成,因其传输的电磁波是横电磁波或准 TEM波,故又称为TEM波传输线,主要包括平行 双线、同轴线、带状线和微带线等。 第二类是均匀填充介质的金属波导管,因电磁波 在管内传播,故称为波导,主要包括矩形波导. 圆波导、脊形波导和椭圆波导等。 第三类是介质传输线因电磁波沿传输线表面传 播,故称为表面波波导,主要包括介质波导、镜 像线和单根表面波传输线等。  各种微波传输线  三、电力传输线和信号传输线 ·传送低频、直流或统而言之传送电力的传输线 与传送载有信号电流的线路是有重大差别的。 前者一般是传送单一低频(或直流),注重其功 率容量及传输损耗,线上各点处电流的相位差极 其微小而可不计。 ·用来传送信号的传输线,要求适应很高的频率且 有频带宽度要求,线上不同位置处电流的相位差 非常明显因而不能不考虑传输线的位置效应。 传送信号的传输线,作为信道其容量的概念不再 指所能承受的电功率,而是可用频带宽度或可实 现的信息速率。  四、传输线研究的问题和分析方法 性。对均匀传输线的分祈方法通常有两 第一种是场分析法即从麦克斯韦尔方程出 发,求出满足边界条件的波动解,得出传输 线上电场和磁场的表达式进而分析传翰特 二种是等效电路法即从传输线方程出发, 出满汤免条件的电压、电流波动方程 的解得出沿线等效电压、电流的达式 进而分析传输特性。  前一种方法较为严格,但数学上比较繁琐, 后种方法实质是在一定的条件下“化场 为路″,有足够的精度,数学上较为简便,因 此被广泛采用。 本章从“化场为路”的观点出发,分析传输 线的一般理论。首先建立传输线方程,导出 传输线方程的解,引入传输线的重要参量- 一阻抗、反射系数及驻波比;然后分析无耗 传输线的特性,给出传输线的匹配、效率及 功率容量的概念  §2.1传输线方程及其解 传输线的分布参量方程 正弦时变条件下传输线方程的解 三、对传输线解的讨论  传输线的分布参量方程 般情况下均匀传输线单位长度上有四 个分布参数分布电阻R0、分布电导G0、分 布电感L0和分布电容C。它们的数值均与 传输线的种类、形状、尺寸及导体材料和 周围媒质特性有关 传输线可分为长线和短线长线和短线是 相对于波长而言的。所谓长线是指传输线 的几何长度和线上传输电磁波的波长的比 值(即电长度)大于或接近于1。反之称为短 线。