南华大学：《电路原理》课程教学精品课件（PPT教案讲稿）第十八章 均匀传输线（刘原）

路 灬 第18章均勻传输线 本章重点 18.1 分布参数电路 18.2 均勻传输线及其方程 18.3 均勻传输线方程的正弥稳态解 18.4均句传输线的原参数和副参数 18.5元损耗传输线 18.6无损耗线方程的通解 18.7 无损耗线的波过程 首页

第18章 均匀传输线 18.1 分布参数电路 18.2 均匀传输线及其方程 18.3 均匀传输线方程的正弦稳态解 18.4 均匀传输线的原参数和副参数 18.5 无损耗传输线 18.6 无损耗线方程的通解 18.7 无损耗线的波过程 首 页 本章重点

路 构传翰我运一 重点 1.分布参数电路的概念 2均匀传输线的方程及其正弦稳态解 3无损耗传输线的波过程 「返回

返 回 1. 分布参数电路的概念 3.无损耗传输线的波过程 ⚫ 重点： 2.均匀传输线的方程及其正弦稳态解

路 构舟传输我一 181分布参数电路 1传输线的定义和分类 ①定义 用以引导电磁浪,最大效率的将电磁能或电磁 信号从一点定向地传输到另一点的电磁器件称为 传输线。 ②分类 a)传递横电磁波(TEM浪)的平行双线、同 轴电缆、平行板等双导体系统传输线。工作 频率为米波段(受限于辐射损耗) 返回位上页〖下页

18.1 分布参数电路 1. 传输线的定义和分类 上 页 下 页 用以引导电磁波，最大效率的将电磁能或电磁 信号从一点定向地传输到另一点的电磁器件称为 传输线。 ① 定义 ② 分类 a) 传递横电磁波（TEM波）的平行双线 、同 轴电缆 、平行板等双导体系统传输线。工作 频率为米波段（受限于辐射损耗）。 返 回

路 构舟传输我一 b)传递横电浪(TE波)或横磁浪(TM波)的单 导体系统,如金属浪导和介质波导等。工作频 率为厘米浪段。 乡注意本章讨论的是双导体系统传输线。 2.传输线的电路分析方法 ①集总电路的分析方法 当传输线的长度<λ,称为短线,可以忽略电 磁浪沿线传播所需的时间,即不计滯后效应,可用 集中参数的电路来描述。 返回位上页〖下页

b) 传递横电波（TE波）或横磁波（TM波）的单 导体系统，如金属波导和介质波导等。工作频 率为厘米波段。 注意 本章讨论的是双导体系统传输线。 2. 传输线的电路分析方法 ① 集总电路的分析方法 当传输线的长度 l<< ，称为短线，可以忽略电 磁波沿线传播所需的时间，即不计滞后效应，可用 集中参数的电路来描述。 返 回 上 页 下 页

路 构传翰我运一 u(t) 短线 集总参数电路中 电场 R 磁场 () 热 LR C 导线只流通电流 返回位上页〖下页

+ - u(t) l  u(t) + - i(t) L C R G 集总参数电路中 电场 C 磁场 L 热 R 导线——只流通电流 短线 返 回 上 页 下 页

路 构传翰我运一 ②分布电路的分析方法 当传输线的长度l≈,称为长线,电磁浪的滯后 效应不可忽视,沿线传播的电磁浪不仅是时间的函 数,而且是空间坐标的函数,必须用分布参数电路 来描述。 L△xR G.Ax- Coz 返回位上页〖下页

当传输线的长度 l ，称为长线，电磁波的滞后 效应不可忽视，沿线传播的电磁波不仅是时间的函 数，而且是空间坐标的函数，必须用分布参数电路 来描述。 + - u(t) l  ② 分布电路的分析方法 长线 R Δx 0 L Δx 0 C Δx G Δx 0 0 i(x,t) u(x,t) + - 返 回 上 页 下 页

路 构舟传输我一 例f=50Hz2 3×10 6000km f50 f=1000MHz2="3×10° =0.3m f10 念意 当传输线的长度l≈λ,严格地讲,这是一个电磁 场的计算问题。在一定的条件下可作为电路问题来 考虑。求解这类问题需要解偏微分方程。 返回位上页〖下页

例 f =50 Hz 6000km 50 3 108 =  = = f v  f =1000 MHz 0.3m 10 3 9 8 10 =  = = f v  注意 当传输线的长度 l ，严格地讲，这是一个电磁 场的计算问题。在一定的条件下可作为电路问题来 考虑。求解这类问题需要解偏微分方程。 返 回 上 页 下 页

路 构舟传输我一 182均匀传输线及其方程 1均匀传输线 均匀传输线沿线的电介质性质、导体截面、 导体间的几何距离处处相同。 乡均匀传翰线的持点 ①电容、电感、电阻、电导连续且均匀地分布在 整个传输线上;可以用单位长度的电容C、电 感Lo、电阻R0、电导G来描述传输线的电气性 质;國G传输线原参数 返回位上页〖下页

18.2 均匀传输线及其方程 1. 均匀传输线 均匀传输线沿线的电介质性质、导体截面、 导体间的几何距离处处相同。 均匀传输线的特点 ① 电容、电感、电阻、电导连续且均匀地分布在 整个传输线上；可以用单位长度的电容C0、电 感L0 、电阻R0 、电导G0来描述传输线的电气性 质； 0 0 0 C0 R G L 传输线原参数 返 回 上 页 下 页

路 时的传输线一 ②整个传输线可以看成是由许许多多微小的线元 Ax级联而成; L△xR△x G△x △x ③每一个线元可以看成是集总参数的电路,因而 可以将基尔霍夫定律应用到这个电路的回路和 结点。 返回位上页〖下页

② 整个传输线可以看成是由许许多多微小的线元 x 级联而成； ③ 每一个线元可以看成是集总参数的电路，因而 可以将基尔霍夫定律应用到这个电路的回路和 结点。 始 端 + - u(t) x 终 端 i i R Δx 0 L Δx 0 C Δx G Δx 0 0 Δx 返 回 上 页 下 页

电路 时时构+传翰我运 2.均匀传输线的方程 传输线电路模型 △x R △x (x+△x,t) l(x,) Ax G.Ax(x+△x,t) KVL方程 di(x, t) Ax∞>+RA(x,1)+(x+△x.)=l(x,) au ai +l-t ri=o at 返回位上页〖下页

2. 均匀传输线的方程 传输线电路模型 R Δx 0 L Δx 0 C Δx 0 G Δx 0 + - u(x,t) i(x,t) u(x + Δx,t) + - i(x + Δx,t) KVL方程 Δ ( , ) ( Δ ) ( , ) ( , ) 0 Δ 0 R xi x t u x x,t u x t t i x t L x + + + =   Δx →0 0 + 0 = 0   +   R i t i L x u 返 回 上 页 下 页