第十八章均匀传输线
18.1基本概念18.1.1分布参数电路
分布参数电路与集总参数电路不同,描述这种电路的方程是偏微分方程,它有两个自变量即时间t和空间x。这显示出分布参数电路具有电磁场的特点。集总参数电路的方程是常微分方程,只有一个自变量。均匀传输线是分布参数电路的一种。
均匀传输线何时采用分布参数电路,何时采用集总参数电路,是与均匀传输线的长短有关的。均匀传输线的长短是个相对的概念,取决于它的长度与它上面通过的电压、电流波波
长之间的相对关系。当均匀传输线的长度远远小于工作波长l100时,可当作集总电
路来处理,否则,应作为分布参数电路处理。对于集总参数电路,电压、电流的作用,从电路的始端到终端是瞬时完成的,但在分布
参数电路中则需要一定的时间。集总参数电路的连接线,只起到“连接”的作用,若电源通过连接线接在负载上,则负
载端的电压、电流,也就是电源端的电压、电流;而均匀传输线不同,沿线的电压电流都在发生变化。18.1.2均匀传输线及其方程1均匀传输线上的电压和电流
传输线上的电流和来回两线之间的电压不仅是时间的函数,还是距离的函数。
uutxiitx
传输线的电压情况:是连续变化的。(1)电流在导线的电阻中引起沿线的电压降;(2)电流在导线的周围产生磁场,即沿线有电感的存在,变动的电流沿线产生电感
电压降。传输线的电流情况:沿线各处的电流不同。(1)线间有分布电容的效应,存在电容电流;(2)导体间还有漏电导,当两线间电压较高时,则漏电流也不容忽视。2均匀传输线的原参数
R0两根导线每单位长度具有的电阻。其单位为m,km。
L0两根导线每单位长度具有的电感。其单位为Hm,Hkm。
G0每单位长度导线之间的电导。其单位为Sm,Skm。
C0每单位长度导线之间的电容。其单位为Fm,Fkm。
这几个参数称为传输线的原参数。3均匀传输线方程
xiuxGR00ui
L0C0
i
tu
t
f这就是均匀传输线方程,它是一组对偶的常系数线性偏微分方程。方程中的负号“”号说明随着X的增加电压电流在减小。
第一个方程表明,由于均匀传输线上连续分布的电阻和电感分别引起相应的压降,致使线间电压沿线变化;第二个方程表明,由于均匀传输线导线间连续分布的电导和电容分别在线间引起相应的泄漏电流和电容电流,致使电流沿线变化。这是我们研究均匀传输线工作状态的基本依据。18.1.3均匀传输线的正弦稳态解1正弦稳态解
在外加正弦电压激励下,求解均匀传输线方r