西安电子科技大学：《微波技术与天线》课程教学资源（课件讲稿）第一章 传输线理论（2/9）

第一章传输线理论 ◆§1.1传输线方程及其解 ◆§1.2均匀无耗长线的工作状态 ◆§1.3圆图及阻抗匹配 ◆§1.4波导与同轴线 ◆§1.5平面传输线 2018年6月6日星期三

2018年6月6日星期三 第一章 传输线理论 §1.1 传输线方程及其解 §1.2 均匀无耗长线的工作状态 §1.3 圆图及阻抗匹配 §1.4 波导与同轴线 §1.5 平面传输线

§1.2均匀无耗长线的工作状态 一、传输线的特性参数 在求解传输线方程的过程中得到的Z,和y直接与传输 线的分布参数有关，此外描述波传播的两个量相速y和相 波长2。，又与有关，所以称其为传输线的特性参数。 ()特性阻抗乙。 特性阻抗是分布参数电路中用来描述传输线固有特性的 个物理量。频率很低时，这种特性显示不出来，随着频 率的升高，这种特性才显示出来。 定义：传输线上入射波电压与入射波电流之比称为传输 线的特性阻抗，用Z表示。即 Z。= U,(z) R+joL I,(z) VG+j@C STE_A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学院 2

STE_A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学院 2 §1.2 均匀无耗长线的工作状态 一、传输线的特性参数 在求解传输线方程的过程中得到的Z0和g直接与传输 线的分布参数有关，此外描述波传播的两个量相速vp和相 波长lp，又与b有关，所以称其为传输线的特性参数。 0 ( ) ( ) i i U z R j L Z I z G j C       (1)特性阻抗Z0 特性阻抗是分布参数电路中用来描述传输线固有特性的 一个物理量。频率很低时，这种特性显示不出来，随着频 率的升高，这种特性才显示出来。 定义：传输线上入射波电压与入射波电流之比称为传输 线的特性阻抗，用Z0表示。即

§1.2均匀无耗长线的工作状态 其倒数称为传输线的特性导纳，用Y表示。一般情况下 Z是与o有关的复数，但在工程上常可化简，因为： ①无耗传输线R=G=0 ②微波传输线都是低损耗线，满足：R<<oL,G<<oC 因此通常有： Zo (2)传播常数y 传播常数是反映波经过单位长度传输线后波的幅度和相位 变化的一个物理量。一 般是频率的函数，对于无耗和微波 低耗传输线，其表达式可以简化。 ①无耗传输线R=G=0:可得 a=0,B=LC ②微波低损耗线 R GZo Q= B=o√LC 2Zo 2 =a。+d 心。表示由单位长度的分布电阻决定的导体衰减常数， 表示由单位长度漏电导决定的介质衰减常数。 STE A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学院

STE_A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学院 3 其倒数称为传输线的特性导纳，用Y0表示。一般情况下 Z0是与有关的复数，但在工程上常可化简，因为： ①无耗传输线R=G=0 ②微波传输线都是低损耗线，满足： §1.2 均匀无耗长线的工作状态 R L G C     ， 0 L Z C 因此通常有：  (2)传播常数g 传播常数是反映波经过单位长度传输线后波的幅度和相位 变化的一个物理量。一般是频率的函数，对于无耗和微波 低耗传输线，其表达式可以简化。  b    0， LC 0 0 2 2 c d R GZ Z        b  LC ①无耗传输线R=G=0：可得 ②微波低损耗线 c d 表示由单位长度的分布电阻决定的导体衰减常数， 表示由单位长度漏电导决定的介质衰减常数

§1.2均匀无耗长线的工作状态 (3)相速y和相波长2， 相速度定义为沿一个方向传播的波 (入射波或反射波) 等相位点移动的速度。 t时刻瞬时分布曲线上P1点的坐标为z1,相位为(Ot,-Bz) t2时刻等相位点P移动到P2点，相位为 (0t2-Bz2) 可得：y,-三=0 1 -BLC 对于双导线和同轴线： 21 1 1 C -B√C 这说明空气介质中的传 212 输线上电压、电流波传播的 相速度与自由空间电磁波的 传播相速相同。 STE A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学院

STE_A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学院 4 §1.2 均匀无耗长线的工作状态 1 1 ( )  b t z  2 2 ( )  b t z  2 1 2 1 1 p z z v t t LC  b      1 1 p r c v LC  b       (3)相速vp和相波长lp 相速度定义为沿一个方向传播的波（入射波或反射波） 等相位点移动的速度。 t 1时刻瞬时分布曲线上P1 点的坐标为z1 ，相位为 t 2时刻等相位点P1移动到P2点，相位为 可得： 对于双导线和同轴线： 这说明空气介质中的传 输线上电压、电流波传播的 相速度与自由空间电磁波的 传播相速相同

§1.2均匀无耗长线的工作状态 相波长定义为同一瞬时相位相差2π的两点间的距离。 (0t-Bz)-(0i,-B)=2π→p=3,-31= 2π 将，号代入上式可得元，之=会 B 其中，=称为自由空间的工作波长。 综上所述，无耗长线的特性参数可归纳如下 2π Ap= E B=0NLC Vp= B STE_A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学院 5

STE_A.J.YUE 西安电子科技大学通信工程学院 5 §1.2 均匀无耗长线的工作状态 1 1 1 3 ( ) ( ) 2  b  b  t z t z     3 1 2 p z z  l b    p v  b  p 0 p r v f l l    0 c f l  0 1 p L Z C v C   p r c v  b    0 2 p r  l l b    相波长定义为同一瞬时相位相差2的两点间的距离。 → 将 代入上式可得 其中 称为自由空间的工作波长。 综上所述，无耗长线的特性参数可归纳如下 b  LC