传输线基本理论

“ 能用于传输微波能量或信息的各种形式传输系统的总称。”

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基本定义

定义：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、工作频带宽、尺寸小、结构简单

集总参数：电路尺寸远小于它的信号波长，因此在一根传输线上，电压和电流处处相等。

在非集总参数条件下：电路尺寸远大于波长，即在一根传输线上，电压和电流既是时间的函数，又是位置的函数，因此，此时的信号可以看成是一种类似大学物理中的机械波的东西在电路里传播。

当源和负载电阻相等的时候，功率最大传输到负载

当负载是开路的时候，终端电压最大，但是无功率传递

当负载是短路的时候，终端电流最大，但是无功率传递

长线：当传输线长度远大于波长，或者可比拟的时候（一般L/λ > 0.05）

短线：传输线长度远小于波长（长线、短线都是相对于波长而言）

传输线上的每一点电信号都可以看成由入射信号和反射信号组成。

在开路和短路条件下，入射信号与反射信号在传输线上形成驻波

开路条件下：负载端为电压波腹点，电流波结点

短路条件下：负载端为电压波结点，电流波腹点

由于波腹和波结是周期性的，因此，在开路点经过一段传输线也会变成短路，短路也会变成开路

行波：没有反射信号，传输线上只有入射波，没有反射波，次数传输线上各点的电压和电流振幅都相等，信号向一个方向传输，功率由源传递到负载，也称匹配状态

行驻波：部分能量传递到负载，部分能量反射

如果负载是一个电容或者电感，由于电容和电感不消耗能量，它依然是一个驻波状态，因为没有能量传递过去

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传输线特性参数

1、特征阻抗  

a、这个跟电阻无关，只是反映了传输的一种特征，说白了就是解微分方程出来的一个参数

b、它反映了入射电压与入射电流、反射电压与反射电流的关系

c、  在数值上等于入射电压与入射电流之比  、或者反射电压与反射电流之比  

d、与负载和源没有关系，只与传输线的物理参数相关

2、电长度

a、反映了传输线的长度，或者信号走过这段长度后相位变化了多少

b、比如线长度为λ/2，就是波长为λ的信号走过这段传输线，相位变化了180°，或者说半个波长

c、注意这个波长是传输线的波导波长，和真空波长不同

3、传输线参数----γ

反映了信号在传输线上传播的时候幅度和相位的变化，γ=α+jβ（α表示信号幅度的衰减，β表示相位的变化），对于无损传输线γ=jβ，即传播只改变相位不改变幅度

4、输入阻抗

任意点的输入阻抗就是从该点向负载方向看去的等效阻抗

  代表观察点到负载的距离

  代表负载阻抗

  代表相位

  代表阻抗

  表示电长度

阻抗要和电长度、频率对应起来

5、反射系数

传输线参考面上的反射电压与入射电压之比

 在终端处 

  当  时，  ,此时阻抗匹配  

6、电压驻波比SWR（反射功率与入射功率比）

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