传输线 资料

sunwolf

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传输基础
传输线种类
带状线
微带线

耦合带状线
耦合微带线
传输线的应用
天线

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传输线
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第一章 传输线的基本理论
广义地讲，凡是能够导引电磁波沿一定方向传输的导体、介质或由他们共同组成的导波系统，都可以称为传输线。传输线是微波技术中最重要的基本元件之一，这是因为它不仅可以把电磁波的能量从一处传输到另一处，而且还可用它作为基本组成部分来构成各种用途的微波元（器）件。
对传输线的基本要求是：工作频带宽（或满足一定的要求）；功率容量大（或满足一定的要求）；工作稳定性好；损耗小；尺寸小和成本低等。而传输线理论主要包括两方面的内容：一是研究所传输线波型的电磁波在传输线横截面内电场和磁场的分布规律（亦称场结构、模、波型），称为横向问题；二是研究电磁波沿传输线轴向的传播特性和场的分布规律，成为纵向问题。
另外，在这里还要提一下长线和短线的概念。如果传输线的长度远大于所传输的电磁波的波长，或者可与波长相比拟，就是长线，反之，就是短线。也就是说，是长线还是短线，需视l/λ而定，是一个相对的概念。在微波技术中，所讨论的传输线都属于长线范畴。
传输线方程
传输线方程是传输线理论的基本方程，是描述传输线上的电压、电流的变化规律及其相互关系的微分方程。它可以从场的角度以某种TEM传输线导出，也可以从路的角度，由分布参数得到的传输线电路模型导出。在下面的介绍中，是采用后一种方法导出的。
1. 传输线的电路模型
传输线是以TEM导模的方式传送电磁波能量或信号的导行系统，其特点是其横向尺寸远小于其上工作波长。传输线的结构型式取决于工作频率和用途，主要的结构型式有平行双导线、同轴线、带状线及工作于准TEM模的微带线等，它们可借助于简单的双导线模型进行分析。各种传输TE模、TM模或其混合模的波导都可以认为是广义的传输线，波导中的电磁场沿传播方向（轴向）的分布规律与传输线上的电压和电流的情况相似，可以用等效传输线的观点进行分析。
集总参数电路和分布参数电路的分界线可认为是l/λ≥0.05。
以微波工作的传输线，其长度可与工作波长相比拟或更长，根据电磁场理论知道，此时传输线的导体存在有损耗电阻R1、电感L1，导体间存在着电容C1和漏电导G1。这些参数虽然看不见，但当频率高时便会呈现出其对能量或信号传输的影响。它们是沿线分布着的，其影响分布在传输线的每一点，故称之为分布参数；R1、L1、C1、G1分别成为传输线单位长度的分布电阻、分布电感、分布电容和分布电导。
对于均匀传输线，取其一无限小线元Δz（Δz<<λ），则此线可视为集总参数电路，其上电阻R1Δz、电感L1Δz、电容C1Δz和漏电容G1Δz，因此，得到的等效电路如图（a）所示。此即传输线的电路模型：线元等效为集总元件构成的Г型或T型网络；实际的传输线则表示为个线元等效网络的级联，如图（b）、（c）所示。
2. 传输线方程
在这里，主要讲解一般传输线方程。
如上图所示线元Δz的集总参数等效电路，按照泰勒级数展开，忽略高次项，有
        则线元Δz上的电压、电流的变化（减小）为
        应用基尔霍夫定律，得到
    令Δz 0，便得到方程
          此即一般传输线方程，又称电报方程，是一对偏微分方程，式中的v和I既是空间的函数，又是时间t的函数。其解析解的严格求解不可能，一般只能作数值计算；作各种假定之后，可求其解析解。

分布参数阻抗
由传输线上的电压和电流决定的传输线阻抗是分布参数阻抗。微波阻抗就是分布参数阻抗。微波阻抗（包括传输线阻抗）是与导行系统上到拨的反射或驻波特性紧密有关的，其不能直接测量，而是借助于反射参量或驻波参量的直接测量而间接得到的。
1.   分布参数阻抗
传输线上任一点d的阻抗 定义为该点的电压与电流之比。由公式可推导出
= 对于无损耗线， ，则得到
                                        （1）
这表明，传输线上任一点 的阻抗与该点的位置 和负载阻抗 有关， 点的阻抗可看成由 点向负载看去的输入阻抗。
由式（1）可见：
1）传输线阻抗随位置 而变，分布于沿线各点，且与负载有关，是一种分布参数阻抗（distributed impedance）。由于微波频率下，电压和电流缺乏明确的物理意义，不能直接测量，故传输线也不能直接测量。
2）传输线段具有阻抗变化作用， 通过线段 变化 ，或相反。
3）无损耗的阻抗呈周期性变化，具有 变化性和 重复性。事实上，由式（1）可见，若 ，则 ；若 ，则 。
2.   反射系数
从公式
....................

Raining

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lilianjie

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