中国科学技术大学：《微波技术基础》课程教学课件（讲稿）第二章 传输线理论 Transmission Line Theory

第二章传输线理论Transmission Line Theory

第二章 传输线理论 Transmission Line Theory

本章内容$ 2.1传输线的基本概念$ 2.2传输线方程及其解$ 2.3传输线的阻抗概念和反射系数$ 2.4无损传输线工作状态分析$ 2.5传输功率与效率$ 2.6阻抗与导纳圆图$ 2.7传输线的阻抗匹配$ 2.8*传输线的时域分析

本章内容 §2.1 传输线的基本概念 §2.2 传输线方程及其解 §2.3 传输线的阻抗概念和反射系数 §2.4 无损传输线工作状态分析 §2.5 传输功率与效率 §2.6 阻抗与导纳圆图 §2.7 传输线的阻抗匹配 §2.8* 传输线的时域分析 2

传输线示例1一平行双导线平行双导线的电场分布图平行双导线示意图左图是由两个导线平行放置构成的平行双导线（导线半径为a，导线间距为D）。由右图可知，被传输的电磁波架构在双导线周围，由双导线引导着沿线进行传输

传输线示例1—平行双导线 3 左图是由两个导线平行放置构成的平行双导线（导线半径为a，导线间距为 D）。由右图可知，被传输的电磁波架构在双导线周围，由双导线引导着 沿线进行传输。 平行双导线示意图 平行双导线的电场分布图

传输线示例2一同轴线双屏蔽电视线截面图奢华的不仅仅是结构而是由此带来的视频冲击线芯发泡绝缘PVC护套屏蔽铝箔屏蔽网因存在内外两个同轴的导体（即线芯导体、屏蔽铝箔+屏蔽网的导体），所以称为同轴线。同轴线实物照片同轴线传输的电磁波处于内外导体之间（即图（用于闭路电视）中发泡绝缘体之中）

传输线示例2—同轴线 4 因存在内外两个同轴的导体（即线芯导体、屏 蔽铝箔+屏蔽网的导体），所以称为同轴线。 同轴线传输的电磁波处于内外导体之间（即图 中发泡绝缘体之中）。 同轴线实物照片 （用于闭路电视）

S2.1传输线的基本概念一、传输线的定义定义：能用于传输微波能量或信息的各种形式传输系统的总称。本质特征：在构成传输线的导体或介质边界约束下，形成由这些导体或介质边界所导引的波，将信号源的电磁能量以被导引波形式传导到负载。基本要求：损耗小（损耗包括导体损耗、介质损耗和辐射损耗）传输功率大（或功率容量大）、工作频带宽、尺寸小、结构简单。5

§2.1 传输线的基本概念 5

S2.1传输线的基本概念二、传输线与低频线的差异1、电长度的差别定义：传输线的物理长度1与其工作波长之比低频线：2>>l，所以称为短线（相对波长而言）。传输线：（>0.12或>0.05元），所以称为长线。必须考察沿线各点的E（或电压）和H（或电流）随空间和时间的变化，以及电磁振荡沿整个传输线的传播过程，即长线理论

§2.1 传输线的基本概念 6

S2.1传输线的基本概念2、电气参数分布的差别在任意一段长度为且充分小的传输线中，电气参数都包括分分布电导布电阻R，（电流流过导线使导线发热，可视为导体损耗），G（导线间绝缘不完善引起的漏电流，分布电容可视为介质损耗），Ci（导线间有电压表明线间有电场），分布电感L（导线通过电流周围将产生磁场）。AmLiAzR,△zCA=G,Az

§2.1 传输线的基本概念 7

表1-1-1双导线和同轴线的主要电参数同轴线双导线传输线D2b分布参数2a2fateJuoR/(Q/m)专rd202V420D+DboinuoinL/(H/m)dT2xaD+VD-dbC/(F/m)xe:/ln2re,/lnduD+VD-d6G/(S/m)2元01/1nroi/lnda注：E161分别为介质的介电常数和电导率：62为导体的电导率，8

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S2.1传输线的基本概念3、损耗的差别41低频线：R,oc1/S，R,=pS传输线：R,αc1/L，L为导体的周界4、传输方式的差别低频线必须为电路提供一个电流回路传输线的作用是约束和引导电磁波沿导引方向前进，本质上无需构成电流回路，传输过程是波动过程5、功用的差别除了传输能量和信息外，传输线可以构成各种元器件

§2.1 传输线的基本概念 9

S2.1传输线的基本概念三、传输线的分类按照导行电磁波类型和场的分布可划分为：1、TEM波传输线（包括准TEM波传输线）：双导线、同轴线、带状线、微带、共面波导等。2、TE/TM波传输线：矩形波导、圆波导、椭圆波导、脊波导、扇形波导等3、混合波传输线：光纤、薄膜波导、平板介质波导、矩形介质波导等10

§2.1 传输线的基本概念 10