第一講傳輸線基本理論

第一講傳輸線基本理論第1頁，共12頁，2023年，2月20日，星期一概述傳輸線理論可看成是電路理論的拓展。電路理論的基本假設(shè)之一：不考慮導(dǎo)線的幾何結(jié)構(gòu)，線上電壓和電流處處相等。傳輸線理論：導(dǎo)線長(zhǎng)度與波長(zhǎng)可比擬，線上電壓、電流隨線長(zhǎng)變化。傳輸線理論的應(yīng)用：平行雙導(dǎo)線、同軸線、微帶線、柱形金屬波導(dǎo)、平面光波導(dǎo)、光纖等研究電磁場(chǎng)與電磁波一般問題的方法：物理類：以場(chǎng)論分析為主電子電氣工程類：以傳輸線分析方法為主第2頁，共12頁，2023年，2月20日，星期一本章提要2.1傳輸線的等效電路模型，傳輸線基本方程和其解;2.2描述傳輸線的特征量及其沿線的變換;2.3傳輸線的傳輸功率和效率;2.4和2.5傳輸線圓圖和其應(yīng)用（圓圖是微波技術(shù)發(fā)展史上的里程碑之一）2.6阻抗匹配2.7和2.8不要求第3頁，共12頁，2023年，2月20日，星期一常用傳輸線及其場(chǎng)結(jié)構(gòu)常用的傳輸線：平行雙導(dǎo)線、同軸線、微帶線等，其特征是橫向尺寸比波長(zhǎng)小得多，縱向尺寸比波長(zhǎng)長(zhǎng)是多或至少與波長(zhǎng)可比擬。場(chǎng)分布：共同點(diǎn)是電磁場(chǎng)都在橫截面內(nèi)，稱為橫電磁模(TEM)。第4頁，共12頁，2023年，2月20日，星期一傳輸線傳輸線相當(dāng)于電路中一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)，一端為輸入端（信號(hào)源），另一端為輸出端（負(fù)載）。本書只討論時(shí)諧波的情況。第5頁，共12頁，2023年，2月20日，星期一傳輸線上的電壓電流傳輸線即使無損耗，由于其縱向線度至少可與波長(zhǎng)比擬，即l或l>>

，縱方向電壓V、電流I不再處處相等，而是縱向位置z的函數(shù)，即

V=V(z) I=I(z)第6頁，共12頁，2023年，2月20日，星期一V(z),I(z)vs.ZL第7頁，共12頁，2023年，2月20日，星期一第8頁，共12頁，2023年，2月20日，星期一用基爾霍夫定理分析傳輸線電路原理中基爾霍夫定理V＝0，I＝0。基爾霍夫定理的適用范圍：/t0或研究對(duì)象線度比波長(zhǎng)小得多如果把長(zhǎng)度為l的傳輸線分成N段，只要每段長(zhǎng)度l<<，那末在l長(zhǎng)度內(nèi)，基爾霍夫定理可以適用（a）（b）……………………第9頁，共12頁，2023年，2月20日，星期一dz長(zhǎng)度的傳輸線串聯(lián)電阻R:電導(dǎo)率有限，發(fā)熱－歐姆損耗并聯(lián)電導(dǎo)G:導(dǎo)體間絕緣不好，漏電損耗串聯(lián)電感L:導(dǎo)體間有磁場(chǎng)，有磁場(chǎng)能并聯(lián)電容C:導(dǎo)體間有電場(chǎng)，有電場(chǎng)能第10頁，共12頁，2023年，2月20日，星期一傳輸線的等效電路將z方向的傳輸線分解成無限多個(gè)z段傳輸線的級(jí)聯(lián)，每一z段傳輸線用LC網(wǎng)絡(luò)等效。R,G,L,C分布電路參數(shù)，沿傳輸線均勻分布。（a）（b）（c）………………………………第11