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§1.1传输线方程用以约束或引导电磁波能量定向传播的结构。②分类③要求2.导行波无限长直导行系统,其截面形状和尺寸、媒质的分布、结构材料及边界条件沿轴向均匀不变化。§1.1传输线方程当信号频率很高时,其波长很短,如f=300MHz时,l=1m,f=3GHz时,l传输线理论1)长线理论短线l当线上传输的高频电磁波时,传输线上的导体上的损耗电阻、电感、导体之间的电导和电容会对传输信号产生影响,这些影响不能忽略。④分布电容:导线间有电场、电压。Cl为传输线上单位长度的分布电容。3)传输线的电路模型分布参数与材料及尺寸的关系与传输线的结构形状、尺寸、导线的材料、及所填充的介质的参数有关。则其各分布参数为:不均匀传输线基尔霍夫定律::向+z方向传播的波,即自源到负载方向的入射波,用V+或I+表示;其倒数为传输线的特性导纳—Y0。例:终端接纯电阻ZL=25W(Z0=50W)1)反射系数(reflectioncoefficient)相速:波的等相位面移动的速度3均匀无耗长线的工作状态传输高频或微波能量的装置2)阻抗与反射系数的关系例:终端接纯电阻ZL=25W(Z0=50W)当距离时,式中的积分常数由传输线的边界条件确定。当距离时,——→与低频状态完全不同。即当传输线的特性阻抗Z0一定时,传输线上任一点的与该点的反射系数一一对应;向-z方向传播的波,即自负载到源方向的反射波,用V-或I-表示。分布参数效应可忽略不计。2)时谐均匀传输线方程代入传输线方程,消去时间因子,可得:式中对上方程再微分,并相互代入:电流的解为::向+z方向传播的波,即自源到负载方向的入射波,用V+或I+表示;式中的积分常数由传输线的边界条件确定。①终端条件解:表示向-z′(+z)方向传播的波,即自源到负载方向的入射波;用双曲函数来表示:分别表示向+z和-z方向传播的波。用双曲函数来表示传输线的特性参数可用Z0、γ、vp、λ来描述;均匀传输线的特性阻抗只与其截面尺寸和填充材料有关。式中d为线直径,D为线间距,常见250~700Ω,600,400,250Ω②传播常数γ微波低损耗线③相速度无耗线上,传输线的特性阻抗可表示为:对上方程再微分,并相互代入:传输线的电长度:传输线的几何长度l与其上工作波长l的比值(l/l)。——→与低频状态完全不同。传输高频或微波能量的装置波长场或等效电压的相位变化2p的相应距离。TEM或准TEM传输线3均匀无耗长线的工作状态分布参数与材料及尺寸的关系与传输线的结构形状、尺寸、导线的材料、及所填充的介质的参数有关。Cl为传输线上单位长度的分布电容。+表示入射波,-表示反射波。1)反射系数(reflectioncoefficient)①特性阻抗(Characteristicimpedance)Ll为传输线上单位长度的分布电感。定义:传输线上相邻的波腹点和波谷点的电压振幅之比为电压驻波比---VSWR或r表示。第1章传输线理论反射系数与阻抗的关系:8cm—2cm),其所填充介质为由线上某点:①Zin随z'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z'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。当距离时,例:终端短路ZL=0例:终端开路ZL=例:终端接纯电阻ZL=25W(Z0=50W)2.反射参量输入阻抗具有四分之一波长的变换性3均匀无耗长线的工作状态波长场或等效电压的相位变化2p的相应距离。Rl为传输线上单位长度的分布电阻。3)传输线的电路模型1)反射系数(reflectioncoefficient)传输线的电长度:传输线的几何长度l与其上工作波长l的比值(l/l)。向-z方向传播的波,即自负载到源方向的反射波,用V-或I-表示。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。Cl为传输线上单位长度的分布电容。而传输线的长度一般都有几米甚至是几十米之长。约束电磁波在波导结构的周围沿轴向传播当距离时,对于无耗线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z´变化。无耗线上的反射系数的相位随距终端的距离z´按-2bz´规律变化。用反射系数表示线上电压电流或测量--可确定。3.驻波参量(2)VSWR(r)与G的关系(3)阻抗与驻波比的关系小结:无耗线:电压驻波比线上等效电压和等效电流分布传输线工作参数