我梦中的信号通道是无损传输线，有一天它会身披光滑铜箔，脚踏“无损”板材来搭救我的高速信号。梦想很丰满，现实却很骨感，“无损”板材和表面粗糙度为零的绝对光滑铜箔在工程应用中并不存在，所以，残酷的现实是“损耗易把能量抛，缓了边沿，降了眼高”。
信号在传播过程中的能量损失不可避免，传输线损耗产生的原因有以下几种：导体损耗，导线的电阻在交流情况下随频率变化，随着频率升高，电流由于趋肤效应集中在导体表面，受到的阻抗增大，同时，铜箔表面的粗糙度也会加剧导体损耗；介质损耗，源于介质的极化，交流电场使介质中电偶极子极化方向不断变化，消耗能量；耦合到邻近走线，主要指串扰，造成信号自身衰减的同时对邻近信号带来干扰；阻抗不连续，反射也会导致传输的信号损失部分能量；对外辐射，辐射引起的信号衰减相对较小，但是会带来EMI 问题。其中，介质损耗和导体损耗是传输线上信号衰减的根本原因，也是本文介绍的重点。
想要搞清楚导体损耗，需要理解趋肤效应及导体表面粗糙度产生的影响。高
频电流流过导体时，电流会趋向导体表面分布，频率越高，靠近导体表面的电流密度越大，这种现象称为趋肤效应（如下图所示，导体上颜色越浅代表电流密度越大）。
趋肤效应
从电磁场的角度理解趋肤效应颇费周折，而从阻抗的角度分析，会令你豁然开朗，趋肤效应可以认为是电流寻求最低阻抗路径的趋势造成的，在高频时，路径阻抗主要由回路电感决定，为寻找回路电感最低路径，电流在导线上的分布会尽量伸展开以减少导线自感（可解释宽走线有利于减少传输线的损耗），同时，返回路径中的反向电流会尽量靠近信号路径表面以减小回路电感。电磁波强度衰减到表面场强1/e的深度称为趋肤深度，高频时，铜导线中电流经过的趋肤深度δ计算公式如下：
随着信号速率的增加，趋肤深度减小，意味着过流面积的减小，交流电阻增加。雪上加霜的是，实际的导体表面并非绝对光滑，而是具有一定的粗糙度。而且在PCB加工过程中，为增加铜箔与板材的结合能力，还会进行粗化处理，进一步加剧了导体损耗。通过微观切片所看到的PCB走线的截面结构如下图示，不难看出，信号线的表面是非常粗糙的。
当趋肤效应遇上粗糙的表面，等待高速信号的将是“摩擦摩擦，似魔鬼的步伐”。
（动图）让人头大的是，粗糙的铜箔不像粗糙的嘴唇，一支唇膏就能搞定。
（动图）
为了满足信号损耗的需求，需要根据实际情况选择不同表面粗糙度的铜箔，以此为划分标准，铜箔可以分为STD(标准铜箔)、RTF(反转铜箔)、VLP(低表面粗糙度铜箔)以及HVLP(超低表面粗糙度铜箔)。
明白了导体损耗产生的原因，也就不难理解高速信号叠层设计时为何会选择表面粗糙度较低的铜箔了。如下图所示，相同材料不同的铜箔类型损耗曲线对比。从仿真结果可以看出在5GHz以下铜箔的影响不是太明显，但在5GHz以上铜箔的影响开始越来越大，所以我们在高速信号(尤其>10Gbps)的设计和仿真中需要关注铜箔表面粗糙度的影响。
讲完导体损耗，再来聊聊介质损耗。构成板材的玻纤和树脂等绝缘材料介质中的带电粒子被束缚在分子中，外加电场会使其产生微观位移，使介质中的偶极子随电场方向规则排列，这种现象称为介质的极化，极化过程产生的能量损失称为介质损耗。介质损耗同样会造成高速信号的衰减。
需要注意的是，区别介质的相对介电常数（Dk）与耗散因子（Df）的概念。相对介电常数描述了材料影响电容量和电磁波传播速度的系数度量，涉及偶极子与电场的不同相运动并引起电容变化；耗散因子（Df）则描述了参与运动的偶极子数量及运动剧烈程度随频率提高的系数度量，涉及偶极子与电场的同相运动并引起损耗。介质损耗与Dk和Df有直接关系，Dk/Df越小（稳定），损耗也越小（稳定），合理稳定的介质参数可以在工程应用上更好的控制产品的性能。
为了能让大家对于介质损耗有个直观印象，不妨看个例子。同样的12inch 线长，使用不同损耗级别的材料所测得的损耗曲线如下图示，在10GHz的频点，普通FR4(普通损耗级别)的损耗为-15dB，而如果使用TU（低损耗级别）的损耗仅-7.5dB，如果有高速信号要求插损在10GHz的时候需要小于-12dB，那么使用普通FR4的材料就不能满足要求，必须使用损耗级别更低的材料。
导体损耗及介质损耗会影响高速信号电气性能，了解传输线损耗理论有助于我们在叠层设计时根据损耗要求，结合信号的速率及走线预估长度进行综合评估，选择合适的板材和铜箔类型。
实验一：传输线理论* （Transmission Line Theory） 一.实验目的： 1.了解基本传输线、微带线的特性。 2.利用实验模组实际测量以了解微带线的特性。 3.利用MICROWA VE软件进行基本传输线和微带线的电路设计和仿真。 二、预习内容： 1．熟悉微波课程有关传输线的理论知识。 2．熟悉微波课程有关微带线的理论知识。 项次设备名称数量备注 1 MOTECH RF2000 测量仪1套亦可用网络分析仪 2 微带线模组1组RF2KM1-1A, 3 50ΩBNC 连接线2条CA-1、CA-2 (粉红色) 4 1MΩBNC 连接线2条CA-3、CA-4（黑色） 5 MICROWA VE软件1套微波电路设计软件 四、理论分析： （一）基本传输线理论 在传输线上传输波的电压、电流信号会是时间及传输距离的函数。一条单位长度传输线的等效电路可由R、L、G、C等四个元件来组成，如图1-1所示。 假设波的传播方向为＋Z轴的方向，则由基尔霍夫电压及电流定律可得下列二个传输线方程式： 此两个方程式的解可写成： ) ( ) ( ) ( ) ( ) (2 2 2 = + - - -z V LG RC j z V LC RG dz z V d ω ω ) ( ) ( ) ( ) ( ) (2 2 2 = + - - -z I LG RC j z I LC RG dz z I d ω ω 图1-1单位长度传输线的等效电路
z z e V e V z V γγ--++=)( (1-1) ，z z e I e I z I γγ--+-=)((1-2) 其中V +,V -,I +,I -分别是信号的电压及电流振幅常数，而+、-则分别表示+Z ，-Z 的传输方向。γ则是传输系数（propagation coefficient ），其定义如下： ))((C j G L j R ωωγ++= (1-3) 而波在z 上任一点的总电压及电流的关系则可由下列方程式表示： I L j R dz dV ?+-=)(ω V C j G dz dI ?+-=)(ω (1-4) 式（1-1）、（1-2）代入式（1-3）可得： C j G I V ωγ+=++ 一般将上式定义为传输线的特性阻抗（Characteristic Impedance ）——Z O ： C j G L j R C j G I V I V Z O ωωωγ++=+===--++ 当R=G=0时，传输线没有损耗（Lossless or Loss-free ）。因此，一般无耗传 输线的传输系数γ及特性阻抗Z O 分别为： LC j j ωβγ== ， C L Z O = 此时传输系数为纯虚数。大多数的射频传输线损耗都很小；亦即R <<ωL 且G <<ωC 。所以R 、G 可以忽略不计，此时传输线的传输系数可写成下列公式： βαωγj C G L R LC LC j +=?? ? ??++ ≈2 （1-5） 式（1-5）中与在无耗传输线中是一样的，而α定义为传输线的衰减常数（Attenuation Constant ）,其公式分别为： LC j ωβ=， )(2 1 2o o GZ RY C G L R LC +=??? ??+= α 其中Y 0定义为传输线的特性导纳(Characteristic Adimttance), 其公式为： L C Z Y O O ==1 （二）负载传输线（Terminated Transmission Line ） （A ）无损耗负载传输线（Terminated Lossless Line ） 考虑一段特性阻抗为Zo 的传输线，一端接信号源，另一端则接上负载，如
微波技术 经典前沿类 微带线的产生和发展
目录 一、微波传输线 (4) 1.1 传输线概论 (4) 二、微带线产生 (5) 2.1 产生背景及发展历程 (5) 2.2 微带线的结构及参数 (5) 2.2.1 微带线中的主模 (6) 2.2.2微带线的基本参数及实现 (7) 三、微带线的应用 (10) 3.1 微带集成电路简介 (10) 3.2 微带线的发展趋势 (11) 3.3 微带线发展的实例 (11) 四、微带线和带状线的对比 (12) 4.1 总体对比 (12) 4.1.1 微带线 (13) 4.1.2 带状线 (13) 4.2 微带线的优缺点 (13) 五、微带线的不连续性 (14) 六、参考文献 (16)
微带线的产生和发展 作者：田鲲刘旭辉宋宇航杨继元王浩臣周阳 摘要 微带线是由支在介质基片上的单一导体带构成的微波传输线。适合制作微波集成电路的平面结构传输线。与金属波导相比，具有体积小、重量轻、使用频带宽、可靠性高和制造成本低等优点；但同时也存在损耗稍大，功率容量小等问题。本文首先讨论了微波传输线的分类，然后从微带线的产生、发展、应用三个方面对其进行了介绍。并且依据微带线发展过程中产生的实例，深入了解了蝴蝶结形DGS微带线在低通滤波器中的应用。之后也通过查阅文献，知晓了各种微带线中存在着不连续性，以及根据不连续性得到的一些应用。 关键词：微波传输线，microstrip，微波集成电路，蝴蝶结形DGS微带线，微带线不连续性 一．微波传输线 1.1传输线概况 微波传输线是用来传输微波信号和微波能量的传输线。微波传输线种类很多,按其传输电磁波的性质可分为三类:①TEM模传输线(包括准TEM模传输线),如图1(1)所示的平行双线、同轴线、带状线及微带线等双导线传输线;②TE模和TM模传输线, 如图1(2)所示的矩形波导,圆波导、椭圆波导、脊波导等金属波导传输线;③表面波传输线,其传输模
一、填空题 1、OSN3500设备单子架最多可以上下504个2M，OSN2500设备单子 架最多上下252个2M，OSN1500设备最多单子架上下126个 2M。 2、IP地址为10.77.4.163，掩码为255.255.254.0。则其网络地址为 10.77.4.0、本网段的广播地址为_10.77.5.255_，此网段内最大 的主机数目为_510__。 3、时钟模块工作的三种模式分别是正常跟踪、保持和内部 振荡。 4、PDH组合成SDH的过程中，经过了映射、定位、 复用三个关键步骤。 5、单向通道保护环使用“首端桥接，单端倒换”的结构，与网络拓 扑无关。 6、SDH光传输设备的传输距离主要由衰减、色散等因素决定。 7、信号在光缆中的传输速度约为20万Km/s。 8、在一个网元上SNCP与MSP共存时，为避免两个保护相互影响，要 求设置SNCP倒换动作的拖延时间。 9、A，B，C，D四个网元依次逆时针组成一个通道环，A，B之间有 业务，A到B业务路径为A->B，B到A业务路径为B->C-D- >A，若CD之间断纤，则A到B业务路径为A->B，B到A业 务路径为B->A。 10、光纤的损耗主要取决于吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗三种损耗。 通常我们用衰减系数来衡量衰减的大小。 11、WDM系统中光监控技术：1.工作波长优选1510nm；2.速率优选 2Mb/s，保证不经放大也超长传输。 12、AU-PTR的范围是0～782，超出这一范围是无效指针值。当收端连续8 帧收到无效指针值时，设备产生AU-LOP告警。 13、C2用来指示VC帧的复接结构和信息净负荷的性质。
14、B2监测到有误码后，在本端有MSBBE性能事件上报 网管并显示相应的误块数，并通过M1字节将误码块数会传给发送端，同时在发送端的性能事件MSFEBBE中显示相应的误块数。 15、第37时隙在VC4中的位置为第1个TUG3，第6个 TUG2，第2个TU12。 16、对于AU的指针调整，紧跟FF的3个H3字节位置为负调整位置， 紧跟AU－PTR的AU－4净荷位置为正调整位置。3个字节为一个调整单位。 17、TU－12指针的调整单位是1个字节，可知的指针范围为 0～139。 18、复用段保护环上网元节点个数最大为16，因为K字节 表示网元节点号的bit共4位。 19、18、（1分）SDH的光线路码型为加扰的NRZ码。 20、24、（2分）在SUN工作站上，从mo.tar.Z中恢复现场mo数据，需要 做的操作是：先在/T2000/server/database目录下执行uncompress mo.tar.Z，然后执行tar xvf mo.tar，得到mo数据； 21、工作站网管T2000V1R004版本，在/T2000/server目录下，执行 命令可以查看T2000网管mdp、topo、ss、ems几个进程的启动情况。 i.showt2000server 22、工作站网管T2000V1R004版本，需要手工备份mo数据库的方法是：1、通过T2000网管终端上的数据库备份入口备份；2、进入CMD模式，运行backupmo.sh来备份。 23、SDH的含义是同步数字传输体制 24、目前我国SDH网络结构分四个层面，第一层面为长途一级干线网 ，第二层面为二级干线网，第三层面为中继层，第四层面为 接入层。 25、光纤通信中适合传输的3个波长范围为850nm，1310nm，
《射频电路》期末答辩题目:传输线理论
随着科学技术的飞速发展，微波技术被广泛应用于工业，农业，生物医学，军事，气象探测，遥感遥测，交通管制以及各种通信业务中，学科之间的相互渗透不断加剧，在其他学科中应用微波理论和技术进一步深入研究的范例不断增多。传输线作为传输电磁波的导波系统，对电磁波的传输性能直接关系到电磁波信息能量的传送，越来越受到人们的重视，成为了很有意义的研究对象。但是电磁波在传输线的传播比较抽象，有必要对其进行形象化、直观化研究。 TEM波场对应于电场有一电压波，对应于磁场有一电流波。本次毕业设计针对常用的均匀有耗和无耗传输线，运用分布参数电路法，建立传输线等效电路，即“化场为路”，学习了传输线方程及其解，得出：传输线的电压、电流具有波的形式，由向负载方向传输的入射波和向波源传输的反射波，这两列波叠加。并且对这一特性进行了MATLAB仿真，在代码中通过改变负载阻抗的大小使均匀传输线分别工作在行波状态，驻波状态和行驻波状态，观察并验证电压（电场）和电流（磁场）特性，仿真结果与理论很吻合。有助于对传输线特性的进一步理解。 关键字：传输线微带线特性阻抗终端条件
With the rapid development of science and technology, microwave technology is widely used in industry, agriculture, biomedicine, military, meteorological observation, remote sensing telemetering, with the rapid development of science and technology, microwave technology is widely used in industry, agriculture, biomedicine, military, meteorological observation, remote sensing telemetering, traffic control, as well as a variety of communication services rising discipline the mutual infiltration between, theory and application of microwave technology in other disciplines further in-depth study to the rising number of examples. Transmission line as the transmission of electromagnetic wave guided wave system, the electromagnetic wave transmission performance is directly related to the electromagnetic wave information of energy transmission, more and more get people's attention, has become a very meaningful research object. But the spread of electromagnetic waves on transmission lines are abstract, it is necessary to carry out its visualization, visualization research. TEM wave field corresponds to the electric field has a voltage wave, there is a current wave corresponds to the magnetic field. The graduation design in view of the common uniform lossy and no loss of transmission lines, using the method of distributed parameter circuit, build a transmission line equivalent circuit, namely "field to road", the study of transmission line equation and its solution, it is concluded that: transmission line voltage and current wave form, by the direction of the load transmission of incident wave and the waves transmission of reflected wave, the wave superposition. And has carried on the MATLAB simulation, to this feature in the code by changing the size of the load impedance of the uniform transmission line work on wave state respectively, standing wave state line and standing wave state, observe and verify voltage (electric) and current (magnetic) characteristics, the simulation result in accordance with the theory. Help to the further understanding the characteristics of the transmission line. Key words: transmission line microstrip line characteristic impedance Terminal condition
§14.5 无损耗传输线 14.5.1 无损耗传输线的特点 如果传输线的电阻0R 和导线间的漏电导0G 等于零，这时信号在传输线上传播时，其能量不会消耗在传输线上，这种传输线就称为无损耗传输线，简称无损耗线。当传输线中的信号的ω很高时，由于00R L >>ω、00G C >>ω，所以略去0R 和0G 后不会引起较大的误差，此时传输线也可以被看成是无损耗线。 因为00=R ，00=G ，所以无损耗传输线的传播常数γ 000000))((C L j C j L j Y Z ωωωγ=== 即0=α，00C L ωβ=，可见无损耗线也是无畸变线。 无损耗传输线的特性阻抗c Z 为 00C L Y Z Z c = = 为纯电阻性质的。 因为0=α，所以依式（14-8）可知无损耗线上的电压和电流相量为 ) sin()cos() sin()cos(2222x Z U j x I I x I jZ x U U c c '+'='+'=ββββ （14-10） 其中x '为传输线上一点到终端的距离。 从距终端x '处向终端看进去的输入阻抗为 c c c in Z x jZ x Z x jZ x Z I U Z ) sin()cos()sin()cos(22'+''+'==ββββ （14-11） 其中，2 22I U Z =为终端负载的阻抗。 14.5.2 终端接特性阻抗的无损耗线 当传输线的终端阻抗与传输线相匹配，即c Z Z =2时，由式（14-10）可求得无损耗线上的电压和电流相量为 x I x j x I x Z U j x I I x U x j x U U x I jZ x U U c c '∠='+'='+'='∠='+'='+'=ββββββββββ2 2222222)]sin()[cos()sin()cos()]sin()[cos()sin()cos( 其电压、电流的时域表达式为
《射频电路》课程设计题目：微带传输线概述 系部电子信息工程学院 学科门类工学 专业电子信息工程 学号1108211042 姓名杨越 2012年06月30日
微带传输线概述 摘要 本课程设计主要介绍了微带传输线在实际应用中比较基础且较重要的几个知识点，并没有详细的对微带线的各个参数及特性作细致的说明。例如微带线的近似静态解法、微带线的谱域分析等在本设计中都未曾提及，这与此课程设计的制作人本身的理解能力有着千丝万缕的关系。在后续的微带线设计中，此处所提到准TEM特性、微带线的特性阻抗以及有效介电常数等参数，对于整个微带线系统的确立与实现都有着很重要的关系。例如在设计微带线低通滤波器的时候，当通过低通滤波器原型的电路多次变换计算得到最终的电路时，这时就需要面对将电路图实现微带线的问题，而此时需要的就是特性阻抗的知识。首先，根据特性阻抗值与相对介电常数确定w/h的范围（假设t=0），再由范围选择w/h的具体计算公式，从而求得微带线的宽度。由有效介电常数求出相速度，再求出波导波长，由此可算出微带传输线的长度，等等。 关键词：微带线准TEM特性特性阻抗有效介电常数相速度波导波长
前 言 微带线是（Microstrip Line ）是20世纪50年代发展起来的一种微波传输线，是目前混 合微波集成电路（hybird microwave integrated circuit ,缩写为HMIC ）和单片微波集成电路（monolithic microwave integrated circuit ，缩写为MMIC ）使用最多的一种平面传输线。其优点是体积小、重量轻、频带宽、可集成化；缺点是损耗大，Q 值低，功率容量低。由于微波系统正向小型化和固态化方向发展，因此微带线得到了广泛的应用。 一 微带线的结构 微带线是在金属化厚度为h 的介质基片的一面制作宽度为W 、厚度为t 的导体带，另 一面作接地金属平板而构成的，如图1-1所示。其中，r ε为介质基片的相对介电常数。最 图1-1 微带线 常用的介质基片材料是纯度为99.5%的氧化铝陶瓷（r ε=9.5-10）、聚四氟乙烯环氧树脂如，如图1-2所示。 图1-2 聚四氟乙烯环氧树脂 （r ε=2.55）；用作单片微波集成电路的半导体基片材料主要是砷化镓（r ε =13.0），如图1-3 所示。
传输基础知识 一、传输基础概述 1、电信网及其分类 电信网是为公众提供信息服务、完成信息传递和交换的通信网络。电信网所提供的信息服务就是通常所有的电信业务。 通常把电信网分为业务网、传输网和支撑网。业务网面向公众提供电信业务，传输网为业务 网传送信号，支撑网支持业务网和传输网的正常运行，信令网、同步网和管理网并称电信三大 支撑网络。 2、传输的概念与地位 通信的目的就是把信息从一个地点传递到另一个地点，而传输就是两点之间的桥梁和纽带，传 输有单向传输（例如广播）和双向传输（例如通话）之分。如果要在多点间进行通信，则 需要建设多点对多点的复杂的传输网络，现代的传输网常称作信息高速公路，为各种业务网提供传送通道。 传输网是所有业务网的基础，投入大，建设期长，可靠、安全、稳定是传输网追求的目标， 传输网的建设必须以业务需求为导向，在进行科学合理的预测、规划指导下，适当超前建设。 在我国，传输网尚未独立运营，通常无直接产出，但除直接服务于相关业务网外，可以通过置换、出租等方式创造利润。 传输网服务于业务网，因此要建设好传输网，需要对服务对象有足够的了解，掌握业务网的各种需求及发展趋势。传输网早期的建设方式通常是针对于某单一业务网，服务对象比较单一，业务目标清晰，网络比较简单，如：GSM 网传输网、PSTN 传输网等，不过，为了整合资源、提高网络利用率、节省管理维护成本等，现在的越来越趋向于建设多业务综合传输平台， 对规划设计提出了更高的要求。 3、传输网的网络拓扑 传输网由传输节点和节点之间的连接关系组成，通常存在多个节点，传输网内各节点之间的连接关系形成网络拓扑。 传输网的基本网络拓扑形式有 5 种：线形、星性、树形、环形、网孔形，不过，树形也可以看 作是星形互连而成。
三维工程技术培训讲义1 传输线及馈线介绍 传输线及馈线技术指标 三维工程技术培训讲义 2 传输线及馈线 三维工程技术培训讲义3 传输线及馈线三维工程技术培训讲义 4 超短波段的传输线一般有两种：平行线传输线和同轴电缆传输线（微波传输线有波导和微带等）。平行线传输线通常由两根平行的导线组成。它是对称式或平衡式的传输线。这种低频信号线路。 传输线的种类 三维工程技术培训讲义5 无限长传输线上各点电压与电流的比值等于特性阻抗，用符号Ｚ。表示。同轴电缆的特性阻抗 传输线的特性阻抗 三维工程技术培训讲义 6 信号在馈线里传输，除有导体的电阻损耗外，还有绝缘材料的介质损耗。这两种损耗随馈线长度的增加和工作10×log(Ｐ。/Ｐ )(分贝)。 馈线衰减常数
三维工程技术培训讲义7 置。 匹配的概念三维工程技术培训讲义 8 50 ohms 匹配和失配例 三维工程技术培训讲义9当馈线和天线匹配时，高频能量全部被负载吸收，馈线上只有入射波，没有反射波。馈线上反射损耗三维工程技术培训讲义 10 9.5 W 50 ohms 朝前: 10W 返回: 0.5W 这里的反射损耗为10log(10/0.5) = 13dB 反射损耗示例 三维工程技术培训讲义11 在不匹配的情况下,馈线上同时存在入射波和反射波。两者叠加，在入射波和反射波相位相同的地方振幅相加最大，形成波腹；而在入射波和反射波相位相反的地方振幅相减为最小，形成波节。其它各点的振幅则介于波幅与波节之间。这种合成波称为驻波。反射波和入射波幅度之１，匹配也就越好。馈线的电压驻波比 三维工程技术培训讲义 12 驻波比、反射损耗和反射系数
通信传输线路维护基础知识 一、填空题部分（每题1分） 1、安全生产的方针安全第一、预防为主。 2、当光缆线路因自然灾害造成大面积通信中断应急抢修时，应遵循先抢通，后修复的原则。 3、传输线路由四个部分组成：国家干线、省级干线、本地骨干网、本地接入网线路及附属设施。 4、护线宣传标语：畅通出于警惕、障碍出于麻痹。 5、《中华人民共和国》第一百二十四条规定：破坏广播电视设施、公用电信设施、危害公共安全的， 处三年以上七年以下有期徒刑。 6、光缆线路的维护工作分为“技术维护”和“日常维护”两在类。 7、包线员根据外力施工的特点，切实要做到：一卡一严、二提高、三及时。 8、外力施工未结束前，包线员、看护员要做到：三盯、四同、四到位。 9、外力施工是造成光缆阻断的根源，护线宣传是防止线路发生阻断的关键。 10、包线员的基本任务：保持设备完整良好、预防障碍和尽快消除障碍隐患、加强护线宣传工作， 提高线路防障能力。 11、通信光缆的结构由缆芯、加强件、填充物及外护层组成。 12、光纤是光导纤维的简称。 13、光缆线路设备分为：光缆线路、管道设备、杆路设备、附属设备、其他设备。 14、应急抢修的备品备件中，所有的光缆应定期进行测试检查，缆上标识应有型号、长度、芯数、厂名。 15、线路维护的重点工作是防障，防障的重点就是要防外力影响。 16、线路巡回是发现外力隐患的基础，坚持巡回制度是防障的关键。 17、上杆工作前，应沿线检查线缆，确知不与供电线接触，方可上杆。上杆后应用试电笔先检查线缆上是 否带电，确知无电后才可工作。 18、架空光缆每隔 5 杆作一处杆弯预留，预留在电杆两侧的挂钩间下垂250-300mm，并套塑料管保护。 光缆敷设的曲率半径应大于光缆外径的20倍。 19、直埋光缆线路标石分为：直线、转角、接头、预留、监测和地下障碍等标石。 20、光缆线路的障碍分为一般障碍、全阻障碍、逾限障碍和重大障碍。 二、单项选择题部分（每题1分） 1、千斤顶须放平稳，其活动丝杆顶心露出部分，不准超出全丝杆的（ C ）。
传输线理论 均匀传输线的传播常数γ： γ=()()C G L R j j 0000ωω++=α+j β 式中α称为衰减常数，β称为相移常数，R 0 、 G 0 、 L 0 和 C 0分别为分布在传输线上的每米的电阻、电导、电感、电容。 均匀传输线的特性阻抗： Z c =C G L R j j 0 000 ωω++ 传输线终端的反射系数： p=Z Z Z Z C L C L +- (Z L 为终端负载阻抗) 当Z L =Z C 时，p=0，称为无反射匹配。此时传输线的输入阻抗以及沿传输线任一点向终端看去的阻抗，都等于传输线的特性阻抗。 特性阻抗为Z C ，负载阻抗为Z L ，长度为ι的传输线的输入阻抗Z i : Z i =Z e e c l l p p γγ2211---+ 或用双曲线函数的形式表示为： Z i =Z Z Z Z Z C L C C L l sh l ch l sh l ch γγγγ++ 由以上两式可以看出，对于同一负载Z L ，通过不同参数和不同长度的传输线接信号源，其输入阻抗是不同的。因此，传输线可以作负载的阻抗变换器。 无损耗传输线 R 0 =0 ，G 0=0的传输线称为无损耗传输线。 无损耗传输线的特性阻抗与传播常数： Z c =C L 0 （是与频率无关的纯电阻） γ=j C L 00ω （α=0，β=C L 00ω）
无损耗传输线上的驻波与驻波比 设无损耗传输线终端负载阻抗为 Z L =R L +jX L ,则终端的反射系数为： p=Z Z Z Z C L C L +-=X Z R X Z R L C L L C L j j +++-))((=︳p ︱e j ? p 一般为复数。除开Z L =∞（终端开路），Z L =0（终端短路）及R L =O （负载为纯电抗） 外，都有︳p ︱<1，即在传输线终端及沿线各点，反射波的幅度都小于入射波的幅度。 反射波与入射波叠加，电压幅度沿线成为驻定的波浪式分布，这一现象称为线上存在驻波。电压幅度最大的位置称为波腹，幅度最小的位置称为波节，两个相邻的波腹（或波节）之间的距离为1/2波长。 波腹处最大电压与波节处最小电压之比称为电压驻波比，用符号M 表示： M =U U min max =p p -+11 ︱p ︳= （M-1）/（M+1） 驻波比的倒数称为行波系数k , k = 1/M=p p +-11 对于无损耗线而言，沿线各处的驻波比是相同的。 在终端匹配的情况下，线上只有入射波，没有反射波，因此驻波比等于1，行波系数也等于1。此时，线上只有行波而没有驻波。 在终端开路的情况下，反射系数p=1。在终端短路的情况下，反射系数p=-1。这两种情况都称为全反射。反射波的幅度等于入射波的幅度，在波腹处电压幅度为入射波的2倍，在波节处电压恒等于0。 终端短路的无损耗线 1、沿线电压电流的幅值是距离的正弦函数，在终端是电流波腹，电压波节；在距离终端λ/4处，是电压波腹，电流波节；在距终端λ/2处，又是电流波腹，电压波节。 2、在线上任意点，电压电流之间的相位差都是π/2，即从线上任一点向终端看去的阻抗都是纯电抗。 3、终端短路的无损耗线的输入阻抗与位置x （从终端算起的距离）关系： Z ix =j x tg Z C β 输入阻抗是电抗，根据x tg β的正或负决定是感抗或是容抗。由于λ=2π/β，可见终端短路的无损耗线的输入阻抗在0< x <λ/4范围内为一感抗，在x =λ/4处为无穷大（∞，相当于LC 并联谐振），在λ/4< x <λ/2范围内为一容抗，在x =λ/2处为零（0，相当于LC 串联谐振）。如此下去，每增加λ/4长度，输入阻抗的性质就变换一次，每隔λ/2长度就重复一次。在距离为λ/4的偶数倍时，输入阻抗等于零；距离为λ/4的奇数倍时，输入阻抗为无穷大。
第四讲微带天线 一、引言 上一讲介绍了对称振子和接地单极子天线。这两种天线本质上属于线天线。但是手机内置天线往往都不是线天线的形式，常见的PIFA天线和单极子变形天线往往都是平面天线的形式。尽管在某种程度上它们也和对称振子或接地单极子天线有某种程度的相似性。在现有理论基础下，由于专门对手机天线进行严格理论分析的论著还很少，所以为更加深入地理解手机天线，我们还有必要了解几种其他类型的天线的一般特性。这一讲主要介绍微带天线的概念和基本原理。 二、微带天线的结构 如下图所示，结构最简单的微带天线是由贴在带有金属地板的介质基片 （）上的辐射贴片所构成的。贴片上导体通常是铜和金，它可以为任意形状。但通常为便于分析和便于预测其性能都用较为简单的几何形状。为增强辐射的边缘场，通常要求基片的介电场数较低。 三、微带天线的特点 微带天线的典型优点是：
1．重量轻、体积小、剖面薄； 2．制造成本低，适于大量生产； 3．通过改变馈点的位置就可以获得线极化和圆极化； 4．易于实现双频工作。 但微带天线也有如下缺点： 1．工作频带窄； 2．损耗大，增益低； 3．大多微带天线只在半空间辐射； 4．端射性能差； 5．功率容量低。 四、微带天线的辐射机理 微带天线的辐射是由微带天线导体边沿和地板之间的边缘场产生的。这可以从以下图中的情况简单说明，这个图是一个侧向馈电的矩形微带贴片，与地板相距高度为h。假设电场沿微带结构的宽度和厚度方向没有变化，则辐射器的电场仅仅沿 约为半波长（）的贴片长度方向变化。辐射基本上是由贴片开路边沿的边缘场 引起的。在两端的场相对地板可以分解为法向和切向分量，因为贴片长度为，所以法向分量反相，由它们产生的远区场在正面方向上互相抵消。平行于地板的切向分量同相，因此合成场增强，从而使垂直于地板的切向分量同相，因此合成场增强，从而使垂直于结构表面的方向上辐射场最强。 根据以上分析，贴片可以等效为两个相距、同相激励并向地板以上半空间辐射的两个缝隙。对微带贴片沿宽度方向的电场变化也可以采用同样的方法等效为同样的缝隙。这样，微带贴片天线的辐射就等效为微带天线周围的四个缝隙的辐射。 这种分析方法不仅适用于微带矩形贴片天线，同样也适于其他形状微带天线。
我梦中的信号通道是无损传输线，有一天它会身披光滑铜箔，脚踏“无损”板材来搭救我的高速信号。梦想很丰满，现实却很骨感，“无损”板材和表面粗糙度为零的绝对光滑铜箔在工程应用中并不存在，所以，残酷的现实是“损耗易把能量抛，缓了边沿，降了眼高”。 信号在传播过程中的能量损失不可避免，传输线损耗产生的原因有以下几种：导体损耗，导线的电阻在交流情况下随频率变化，随着频率升高，电流由于趋肤效应集中在导体表面，受到的阻抗增大，同时，铜箔表面的粗糙度也会加剧导体损耗；介质损耗，源于介质的极化，交流电场使介质中电偶极子极化方向不断变化，消耗能量；耦合到邻近走线，主要指串扰，造成信号自身衰减的同时对邻近信号带来干扰；阻抗不连续，反射也会导致传输的信号损失部分能量；对外辐射，辐射引起的信号衰减相对较小，但是会带来EMI 问题。其中，介质损耗和导体损耗是传输线上信号衰减的根本原因，也是本文介绍的重点。 想要搞清楚导体损耗，需要理解趋肤效应及导体表面粗糙度产生的影响。高 频电流流过导体时，电流会趋向导体表面分布，频率越高，靠近导体表面的电流密度越大，这种现象称为趋肤效应（如下图所示，导体上颜色越浅代表电流密度越大）。
趋肤效应 从电磁场的角度理解趋肤效应颇费周折，而从阻抗的角度分析，会令你豁然开朗，趋肤效应可以认为是电流寻求最低阻抗路径的趋势造成的，在高频时，路径阻抗主要由回路电感决定，为寻找回路电感最低路径，电流在导线上的分布会尽量伸展开以减少导线自感（可解释宽走线有利于减少传输线的损耗），同时，返回路径中的反向电流会尽量靠近信号路径表面以减小回路电感。电磁波强度衰减到表面场强1/e的深度称为趋肤深度，高频时，铜导线中电流经过的趋肤深度δ计算公式如下： 随着信号速率的增加，趋肤深度减小，意味着过流面积的减小，交流电阻增加。雪上加霜的是，实际的导体表面并非绝对光滑，而是具有一定的粗糙度。而且在PCB加工过程中，为增加铜箔与板材的结合能力，还会进行粗化处理，进一步加剧了导体损耗。通过微观切片所看到的PCB走线的截面结构如下图示，不难看出，信号线的表面是非常粗糙的。 当趋肤效应遇上粗糙的表面，等待高速信号的将是“摩擦摩擦，似魔鬼的步伐”。
9.2 无损耗均匀传输线中波的反射和透射 9.2.1 反射系数和透射系数 （1）定义反射系数为沿线任意点处反射波电压相量与入射波电压相量之比。 终端处的电压反射系数 （2）透射系数 9.2.2 均匀传输线的匹配 当 时， ，无反射，称为匹配，电压、电流为行波 匹配特点：1.电压、电流同相，振幅不变，2.能量全部被负载吸收。 9.2.3 全反射 驻波 当 时， , 全反射，称为驻波。 特点 a ）当πβn -= x ， 电压波腹，电流波节 当 ， 电压波节，电流波腹 b ）时间相位差90o，无能量传播，电能与磁能在 空间相互转换。 9.3 无损耗均匀传输线的入端阻抗 传输线任一点处的电压与电流之比为入端阻抗 若 推广：任一点处的入端阻抗 ,每隔 重复出现一次 0101Z Z Z Z U U L L +-==?+ ?-ρ01 02022Z Z Z U U +='=+ τ0Z Z L =0=ΓL /)(,)(Z e U x I e U x U x j x j ββ-+-+== jx Z L ±∞=,,01,=Γ=Γl j L l e ?),2,1,0n (2 n n z =-=-=入βππβ212+=n x )2,1,0(4)12( =+-=n n z 入 x jZ Z x jZ Z Z e e I e e U I U x Z L L x j L x j x j L x j i ββββββtan tan )()()(000--=Γ-Γ+==-+-+ l x -=λπβ2=l jZ Z l jZ Z Z l Z L L i λ πλπ2tan 2tan )(000 ++=-)(l Z i 2λ)()2(l Z n l Z i i =+λ
微带传输线的匹配问题 串联匹配 Rs为驱动端的输出电阻（电阻值很小）；Z0为传输线特征阻抗；负载端输入电阻很大，近似开路。 为了达到电阻匹配，在驱动端串联电阻R，使Rs＋R＝Z0（电阻串联匹配） 当驱动端有一个从5V降到1V的脉冲时（具体多大电压不重要），在信号从负载端反射回驱动端之前，驱动端的压降只有2V，（5－1）/2，相当是Rs＋R和Z0分压（如图下部），就是搞不懂为什么会分压，Z0怎么就接地了呢？ 请教，谢谢！ 传输线是一对导线组成的，包括信号传播路径和返回路径（即“地”）。 特征阻抗是指传播路径和返回路径之间的等效电阻。 只要信号没达到终端，在任何时刻，在传输线上的任意点，信号都会“感受”到该等效电阻， 因为传输线上任意点都要给该点以后的传输线提供能量。 我认为传输线的特征阻抗并不是表示一个串联在源端和终端之间的一个电阻，应该认为在源端看来，它是一个阻值为Z0的到地的一个电阻。从理想传输线模型（大概是这样，具体忘了，可能有不少问题）可以看到这一点。信号从源端入射，不断地给分布电容、分布电感提供能量，从左到右建立电磁场，直到信号传送到终端。
并联匹配 上面我说的只是源端的情况。 下面说说终端的情况。信号传到终端时，根据负载的不同，情况不同。 当负载阻抗等于特征阻抗时，信号被负载完全吸收，不会发生反射； 当负载阻抗大于特征阻抗时，会有一个电压为正的反射信号，一种典型情况是终端开路，这时反射电压等于入射电压，即全反射； 负载阻抗大于特征阻抗时，会有一个电压为负的反射信号，一种典型情况是终端短路，这时反射电压等于负的入射电压。 反射电压和入射电压会在终端叠加，所以当终端负载阻抗很大时，会有信号过冲。 为了抑制信号的反射，需要做阻抗匹配。所谓的阻抗匹配，就是使得传输线的终端负载等于特征阻抗。匹配有两种方法： 1. 源端串联匹配方法。这种匹配方法实际上是在传输线上入射一半的信号电压，当信号传到终端时， 由于负载阻抗非常大，近似于开路，信号在终端发生全反射，反射电压加上入射电压就等于信号原来的电压了。反射信号从终端反射回源端，对于反射信号来说，源端就是反射信号的终端了，由于源端的阻抗已经是匹配了的（即信号源内阻加上源端匹配电阻等于特征阻抗），所以反射信号在源端被吸收，抑制了反射信号在源端再一次反射，也就抑制了振铃现象。 2. 终端并联匹配的方法。这种方法更好理解，最简单的方法就是在终端并联一个到地的电阻，阻值 等于传输线的特征阻抗。信号传到终端时，由于负载阻抗等于特征阻抗，信号在终端完全吸收，并没有反射。不过这种匹配方式在高电平时有很大的静态功耗。其他终端并联匹配方法都是围绕着降低静态功耗来做文章的。
射频/微波传输线 微波传输线是用来传输微波信号和微波能量的传输线。微波传输线种类很多,按其传输电磁波的性质可分为三类:TEM模传输线(包括准TEM模传输线),如图3―1―1(1)所示的平行双线、同轴线、带状线及微带线等双导线传输线;TE模和TM模传输线, 如图3―1―1(2)所示的矩形波导,圆波导、椭圆波导、脊波导等金属波导传输线;表面波传输线,其传输模式一般为混合模,如图3―1―1(3)所示的介质波导,介质镜像线等。
在射频/微波的低频段,可以用平行双线来传输微波能量和信号;而当频率提高到其波长和两根导线间的距离可以相比时,电磁能量会通过导线向空间辐射出去,损耗随之增加,频率愈高,损耗愈大,因此在微波的高频段,平行双线不能用来作为传输线。 为了避免辐射损耗,可以将传输线做成封闭形式,像同轴线那样电磁能量被限制在内外导体之间,从而消除了辐射损耗。因此,同轴线传输线所传输的电磁波频率范围可以提高,是目前常用的微波传输线。但随频率的继续提高,同轴线的横截面尺寸必须相应减小,才能保证它只传输TEM模,这样会导致同轴线的导体损耗增加,尤其内导体引起损耗更大,传输功率容量降低。因此同轴线又不能传输更高频率的电磁波,一般只适用于厘米波段。 一微带传输线结构 微带传输线应用于低电平射频微波技术中。它的优点是制造费用省，尺寸特别小，重量特别轻，工作频带宽，以及具有与固体器件的良好配合性；其主要缺点是损耗较大，不能在高电平的情况下使用。由于微带线结构简单,便于器件的安装和电路调试,产品化程度高,使得微带线已成为射频/微波电路中首选的电路结构。 微带线的结构如图3―3―1所示。它是由介质基片的一边为中心导带,另一边为接地板所构成,其基片厚度为h,