微波传输线理论.pptx
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1、 微波传输线理论l第一章 微波传输线理论长线理论简介 微波传输线引导微波能量传输的装置称为微波传输线。微波传输线可分为以下几种:同轴传输线、金属波导传输线、介质波导传输线、带状线、微带线、共面线、鳍线等。对于微波有源电子线路来说主要应用微带线、共面线等便于集成的传输线。微波传输线理论l 描述微波传输线本身的特性的理论称为传输线理论,也称为长线理论。传输线理论为什么又叫长线理论呢?衡量传输线的长度我们是以电长度为尺度的,所谓电传输线理论为什么又叫长线理论呢?衡量传输线的长度我们是以电长度为尺度的,所谓电 长度即长度即 ,是在传输线里电磁波的波长,是传输线实际的长度。当 1时称为短线,而 不满足上
2、述条件时称为长线,两者有本质的区别。如:我们所用的市电频率为50Hz,其 波长为61E6米,若一个长度为6千米的平行双导线,其实际长度是很长了,而其电长度为 0.001是很短的,可以看成是一个点。再如频率为5GHz的电磁波在TEM传输线里传输时其波长为传输时其波长为 6cm,6cm,若一个长度为若一个长度为6cm6cm的同轴线其实际长度是很短了,而其电长度为的同轴线其实际长度是很短了,而其电长度为1.0,1.0,也就是说实际的长度可也就是说实际的长度可 以和波长相比拟,称为长线。在传输线上电场、磁场分布是不同的,从等效电路上看,以和波长相比拟,称为长线。在传输线上电场、磁场分布是不同的,从等效
3、电路上看,短线可以短线可以 用集中元件(电阻、电感、电容)来表示,而长线必须用分布参数元件来表示。用集中元件(电阻、电感、电容)来表示,而长线必须用分布参数元件来表示。微波传输线理论 从本质上看分析传输线特性必须从电场强度、磁场强度来获得,但求解电场强度、磁场强度必从本质上看分析传输线特性必须从电场强度、磁场强度来获得,但求解电场强度、磁场强度必须由麦克斯韦方程和边界条件来求解,太繁也太难。为了和直流电路相对应,我们引入等效电压、须由麦克斯韦方程和边界条件来求解,太繁也太难。为了和直流电路相对应,我们引入等效电压、电流的概念,来分析传输线的特性(注意电流的概念,来分析传输线的特性(注意在微波电
4、路中电压、电流是不能测量的,是一个等效的参在微波电路中电压、电流是不能测量的,是一个等效的参数)。等效电压是由电场强度定义的,而等效电流是由磁场强度定义的。当微波能量通过传输线时数)。等效电压是由电场强度定义的,而等效电流是由磁场强度定义的。当微波能量通过传输线时将产生如下的分布参数效应:由于电流流过导线将发热,这表明导线具有分布电阻;由于导线间的将产生如下的分布参数效应:由于电流流过导线将发热,这表明导线具有分布电阻;由于导线间的绝缘不完善而存在漏电流,这表明导线间存在分布电导;由于导线有电流,在其周围存在磁场,因绝缘不完善而存在漏电流,这表明导线间存在分布电导;由于导线有电流,在其周围存在
5、磁场,因此导线上存在分布电感;由于导线间存在电压,导线间必有电场,于是导线间存在分布电容。在低此导线上存在分布电感;由于导线间存在电压,导线间必有电场,于是导线间存在分布电容。在低频段可以忽略不计,但在微波段必须加以考虑。因此在微波频段,传输线是分布参数电路。我们假频段可以忽略不计,但在微波段必须加以考虑。因此在微波频段,传输线是分布参数电路。我们假定:传输线时均匀的,每一个微分单元长度的电阻、电导、电容、电感都等于单位长的电阻值、电定:传输线时均匀的,每一个微分单元长度的电阻、电导、电容、电感都等于单位长的电阻值、电导值、电容值、电感值乘以单元的微分长度。其等效电路如下导值、电容值、电感值乘
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