• 正文
    • 1. 傳輸線方程
    • 2. 傳輸線狀態(tài)
    • 3?. 傳輸線矩陣
    • 4. 阻抗匹配
    • 5. 傳輸線類型
    • 6. 損耗與色散
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微波傳輸線知識點總結

04/07 10:05
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1. 傳輸線方程

? 定義:描述傳輸線狀態(tài)的方程,也稱為電報方程。

? 基礎:長線效應,當線長與波長相比擬時,必須考慮微波的波動性,使用分布參數(shù)方法分析傳輸線的傳輸狀態(tài)。

? 等效電路:傳輸線的等效電路包括電阻 R 、電感 L 、電容 C 和導納 G。

? 方程:

? 無耗傳輸線:假設 R = 0 和 G = 0,方程簡化為:

2. 傳輸線狀態(tài)

? 行波狀態(tài):無反射的傳輸狀態(tài),反射系數(shù) Γ = 0 ,負載阻抗等于傳輸線的特性阻抗 Z_L = Z_0 。

?特點:

? 沿線電壓電流振幅不變,駐波比 ρ = 1 。

? 電壓和電流在任意點上都同相。

? 傳輸線上各點阻抗等于傳輸線特性阻抗。

? 純駐波狀態(tài):全反射狀態(tài),終端反射系數(shù) |Γ| = 1 。

? 特點:

? 沿線各點電壓和電流振幅按余弦變化,電壓和電流相位差 90°,功率為無功功率,無能量傳輸。

? 電壓波節(jié)點: z = nλ / 2 (電壓為零,電流最大)。

? 電壓波腹點: z = (2n+1) λ/4一般情況:存在反射波和入射波,電壓和電流形成駐波分布,駐波比 ρ表示反射波和入射波的幅

3?. 傳輸線矩陣

? 傳輸矩陣:描述傳輸線輸入和輸出電壓、電流的關系。

? ABCD 矩陣:

? 特性阻抗:傳輸線的特性阻抗 Z_0 是傳輸線上無反射時的阻抗,定義

? 傳播常數(shù):傳播常數(shù)γ 描述信號在傳輸線上的衰減和相位變化

其中, α 是衰減常數(shù), β是相位常熟

4. 阻抗匹配

? 匹配源:電源內阻等于傳輸線的特性阻抗,稱為匹配源。

? 共軛匹配:負載阻抗等于電源內阻的共軛,使負載得到最大功率。

? 阻抗變換器:用于將不匹配的源和負載阻抗轉換為匹配狀態(tài),常見的有巴特沃斯和切比雪夫阻抗變換器。

?短截線匹配

單短截線:在主線上并聯(lián) / 串聯(lián)短截線,調整位置和長度

雙短截線:固定間隔的兩段短截線,擴大匹配范圍

??漸變線匹配

切比雪夫型:在指定帶寬內實現(xiàn)等波紋響應

指數(shù)型:適合超寬帶匹配(如:0.5-18GHz)

???集總元件匹配

L/π/T 網(wǎng)絡:通過 LC 元件組合實現(xiàn)寬帶匹配

5. 傳輸線類型

6. 損耗與色散

1. 損耗類型

導體損耗趨膚效應導致的導體損耗

介質損耗? ? :絕緣材料的介電損耗

2. 色散現(xiàn)象

模式色散:多模式傳輸導致相位不一致

材料色散介電常數(shù)隨頻率變換

7. 典型應用

8. ?技術前沿

5G 毫米波:微帶線與波導的混合集成

高溫超導:低損耗傳輸線(如:YBCO 涂層導體)

異向介質:實現(xiàn)超材料傳輸線的新型電磁特性

記憶口訣:特性阻抗定版型,反射駐波看匹配,損耗色散要優(yōu)化,模式選擇定用途。

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