文档介绍：§ : 引言
§ : 传输线的集中参数等效电路及波动方程的解
§ : 端接不同负载时的工作状态及状态参量
§ : Smith 圆图(Smith Chart)
§ : 阻抗匹配的概念及分类
§ : 典型的阻抗调配(匹配)电路(网络)
§ :有耗传输线的传输功率、效率与损耗
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§ 引言
一、均匀微波传输线
微波传输的最明显特征是别树一帜的微波传输线。
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, 因此又称为导波系统。其所导引的电磁波被称为导行波。
将截面尺寸、形状、媒质分布及边界条件均不变的导波系统称为均匀传输线。
二、微波传输线的类型
TEM(双或多)、TE/TM(空心)、EH/HE(介质)
不同类型的传输线分别应用于不同的微波频段和微波系统中
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TEM
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TE/TM
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EH/HE
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三、为什么要研究微波传输线
在低频中,我们主要研究一条线(因为另一条线是作为回路出现的)。电流几乎均匀地分布在导线内。我们只须用I,V和Ohm定律解决即可,无须用电磁理论。不论导线怎样弯曲,能流都在导体内部和表面附近。
[例1]计算半径r 0=2mm铜线的单位长度的直流线耗R0
[例2]f =10GHz、r 0=2mm铜导线的单位长度线耗R
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另一方面低频电路中,波长远大于物体的尺寸。 50周市电其波长为6000km,线上任一点的电压、电流近似为一样大。绕地球一圈只有三个波长。>> l(短线),沿线的U、I的幅度和相位可认为是相等的,只与时间有关。
微波波段, f =10GHz, =3cm, 则在l =3cm的线上U、I不可以近似为一样大。< l (长线), U、I是位置与时间的函数。在沟通大西洋海底电缆时,开尔芬首先发现了长线效应:电报信号的反射。
最简单而实用的微波传输线是双导线,它们与低频传输线有着本质的不同:功率是通过双导线之间的空间传输的。
导线只是起到引导的作用,而实际上传输的是周围空间(没有导线又不行)。D和d是特征尺寸,对于传输线性质十分重要。
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四、均匀传输线的分析方法
1. 场分析法
从麦克斯韦尔方程出发, 求出满足边界条件的波动方程的解, 得出传输线上电场和磁场的表达式, 进而分析传输特性(参数)。
2. 路分析法
从传输线等效集总参数电路出发, 求出满足边界条件(终端和始端条件)的电压、电流波动方程的解, 得出沿线等效电压、电流的表达式, 进而分析传输特性。
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