Microwave-Chap01-A.ppt

1、Chap1 传输线的基本理论,11 引言 传输线的定义: 凡是能够导引电磁波沿一定方向传输的导体、介质或由它们共同组成的导波系统； 传输线的主要功能 传输能量 构成微波电路元(器)件 传输线的基本要求 工作频带宽、 功率容量大 工作稳定性好；损耗小；尺寸小；成本低,传输线的种类,根据 导引 波型 分类,TEM或准TEM 传输线,TE波和TM波 传输线,表面波传输线,双导线、同轴线、 带状线、微带线等,矩形、圆形、脊型、椭圆等 空心金属波导,介质波导、介质镜像线、单根线等（开波导）,11 引言,不同频段,米波或分米波段,厘米波波段,毫米波波段,双导线、同轴线,空心金属 波导管及微带线和带状线,空

2、心金属 波导管、介质波导、介质镜像线、微带线等,11 引言,“路”的方法,“场”的方法,传输线的研究内容及分析方法：,横向问题,研究所传输波型的电磁波在传输线横截面内电场和磁场的分布规律（场结构、模、波型）,纵向问题,研究电磁波沿传输线轴向的传播特性和场的分布规律,11 引言,对于低频信号，例如50Hz的交流电源，对应波长为6106米，即6千公里，因而30km的输电线只能是短线 但一段10cm的波导，若工作在30GHz，对应波长为1cm，则是地道的长线,“长线”和“短线” 当传输线的长度l 远大于所传输的电磁波的波长，或可比拟时，称之为长线（l/.05)；反之,为短线； 电长度： l/ ,11

3、 引言,分布参数效应,分布电感,分布电容,分布电阻,分布漏电导,11 引言,传输线单位长度上的分布电阻为R、分布电导为G、分布电容为C、分布电感为L, 其值与传输线的形状、尺寸、导线的材料、及所填充的介质的参数有关。,均匀传输线 非均匀传输线 无耗传输线 (R0，G0) 有耗传输线,11 引言,双导线、同轴线的分布参数与材料及尺寸的关系,11 引言,则其各分布参数为：,例如：对于铜材料的同轴线（a0.8cm，b2cm）， 其所填充介质为,当f =2GHz时：,可忽略R和G的影响。低耗线,11 引言,1-2 均匀无耗传输线上的行波,z 0，忽略高次项,一、传输线方程及其解,12 均匀无耗传输线上

4、的行波一、传输线方程及其解,由传输线方程求波动方程,由方程(1)得:,由方程(2)得:,12 均匀无耗传输线上的行波一、传输线方程及其解,波动方程的解,解的物理含义： 传输线上电流、电压以波的形式传播；存在朝相反方向传播的波,12 均匀无耗传输线上的行波一、传输线方程及其解,相速 等相位面沿传播方向移动的速度 入射波：,反射波：,12 均匀无耗传输线上的行波一、传输线方程及其解,双导线中，在传播TEM波时，电压波和电流波的传播速度与具有和双导线中填充相同（无界）介质中（各种）TEM波的传播速度是相同的,对于双导线,无界空间（、）中,二、均匀无耗传输线的特性阻抗,定义：传输线中行波电压和行波电流之比,上式，对任意z都应成立,12 均匀无耗传输线上的行波,均匀无耗线的特征阻抗是一个实数，单位： 反映传输线在行波状态下电压和电流之间关系的量 大小仅取决于传输线所填充的介质、线的横向尺寸和横截面内电磁场的分布状态，与线的长度无关，而且，可近似认为与频率无关,12 均匀无耗传输线上的行波二、均匀无耗传输线的特性阻抗,12 均匀无耗传输线上的行波二、均匀无耗传输线的特性阻抗,双