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上的电压、电流的变化规律及其相互关系的微分方程。电路理论和传输线之间的关键不同处在于电尺寸。集总参数电路和分布参数电路的分界线可认为是lλ≥005。
以传输TEM模的均匀传输线作为模型,如图1所示。在线上任取线元dz来分析dzλ,其等效电路如图2所示。终端负载处为坐标起点,向波源方向为正方向。
图1均匀传输线模型
根据等效电路,有
图2、线元及其等效电路
fdUzZ1Izdz
dIzY1Uzdz
21
其中Z1R1jωL1Y1G1jωC1其通解为
UzA1ezB1ezIzA2ezB2ez
22
结论:1电压、电流具有波的形式2电压、电流由从信号源向负载传播的入射波和从负载向信号源传播的反射
波叠加而成,即UzUUIzII。
3、传输线的特性参数
主要包括特性阻抗Zc、传播常数γ、相速度Vp、波导波长λg。
(1)特性阻抗Zc(Characteristicimpeda
ce)
定义:特性阻抗Zc是传输线上任意处的入射波电压与入射波电流之比,即
ZC

UI
(23)
ZC
Z1Y1
R1jL1G1jC1
若传输线无损耗,R1G10则
(24)
ZC
L1C1
举例,①平行双线
ZC
L1120l2
D
C1
d
典型数值:250Ω、400Ω、600Ω
②同轴线
ZC
L160l
bC1ra
典型数值:50Ω、75Ω、100Ω(2)传播常数γPropagatio
co
sta
t
(25)(26)
27
fgajb
其中α为衰减常数,β为相位常数。(3)相速度Vp
(28)
定义:等相位面向前移动的速度。它可以大于光速(如金属波导中),可以小于光速如介质波导中,也可以等于光速
如同轴线中。它与信号传播速度是两个概念,但在同轴线中相速度Vp和信号传播速
度大小相等。
(4)波导波长λgWaveguidewavele
gth传输线中相邻同相位面之间的距离,称为波导波长,即
lgVpT
29
在同轴线中,波导波长λg等于自由空间的工作波长。
4、传输线的工作参数
主要包括输入阻抗、反射系数(回波损耗、插入损耗等)、驻波系数VSWR、驻波相位等;
(1)输入阻抗Zi
(I
putimpeda
ce)
定义:从某处向终端负载看进去的阻抗,又称分布参数阻抗。
特点:不能直接测量
Zi
z

UzIz

Zc
ZLZc
ZcthZLth
zz

Zi


z


UzIz

UI

UI

Zc
UU

UU

Zc
11


zz

对于无耗线R1G10,有
Zi
z

Zc
ZLZc

jZctgzjZLtgz
210(211)
结论①输入阻抗Zi
随z而变,且与负载有关,阻抗不能直接测量。②传输线段具有阻抗变换作用。③无耗线的阻抗呈周期性变化,具有λ4r
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