第三章微波传输线
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微波技术第三章TEM波传输波第三章 TEM波传输波低频传输线由于⼯作波长很长,⼀般都属“短线”范围,分布参数效应均被忽略,它们在电路中只起连接线的作⽤。
因此在低频电路中不必要对传输线问题加以专门研究。
当频率达到微波波段以上,正象我们在上章所述那样,分布参数效应已不可忽视了,这时的传输线不仅起连接线能量或信息由⼀处传⾄另⼀处的作⽤,还可以构成微波元器件。
同时,随着频率的升⾼,所⽤传输线的种类也不同。
但不论哪种微波传输线都有⼀些基本要求,它们是:(1)损耗要⼩。
这不仅能提⾼传输效率,还能使系统⼯作稳定。
(2)结构尺⼨要合理,使传输线功率容量尽可能地⼤。
(3)⼯作频带宽。
即保证信号⽆畸变地传输的频带尽量宽。
(4)尺⼨尽量⼩且均匀,结构简单易于加⼯,拆装⽅便。
假如传输线呼处的横向尺⼨、导体材料及介质特性都是相同的,这种传输线就称为均匀传输线,反之则为⾮均匀传输线。
均匀传输线的种类很多。
作为微波传输线有平⾏双线、同轴线、波导、带状线以及微带等等不同形式。
本章将对⼏种常⽤的TEM波传输线作系统论述。
§3-1 双线传输线所谓双线传输线是由两根平⾏⽽且相同的导体构成的传输系统。
导体横截⾯是圆形,直径为d,两根导体中⼼间距为D,如图3-1-1所⽰。
图3-1-1 平⾏双线传输线⼀、电磁场分布关于双线上的电压、电流分布规律,已在前章详细讨论过。
本章将给出沿线电场和磁场的分布。
电磁波在⾃由空间是由⾃由⾃在地传播着,电、磁场在时间上保持同相位,⽽在空间上是相互交并垂直于传播⽅向,如图3-1-2所⽰。
若电磁波沿传输线传播,就要受到传输线的限制和约束。
在双线传输线上流有交变的⾼频电流,因⽽导线上积累有瞬变的正负电荷。
线上电磁场可⽤下式表⽰(向+z⽅向传播的⾏波)(3-1-1)图3-1-2 ⾃由空间电磁波的传播(3-1-2) 式中,、分别代表电、磁场的振幅值,它们的相互关系是(3-1-3) 称为波阻抗。
电场从⼀根导线的正电荷出发落到另⼀导线的负电荷上,电场是由线上的正负电荷⽀持,电⼒线不是封闭线。