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第一章. 传输线理论一、典型的分布参数系统—传输线。
在一般的电路分析中，所涉及的网络都是集总参数的，即所谓的集总参数系统。
电路的所有参数，如阻抗、容抗、感抗都集中于空间的各个点上，即各个元件上。
各点之间的信号是瞬间传递的。
集总参数系统是一种理想化的模型。
它的基本特征可归纳为：<1>. 电参数都集中在电路元件上。
<2> . 元件之间连线的长短对信号本身的特性没有影响，即信号在传输过程中无畸变, 信号传输不需要时间。
<3>. 系统中各点的电压或电流均是时间且只是时间的函数。
集总参数系统是实际情况的一种理想化近似。
实际的情况是各种参数分布于电路所在空间的各处，当这种分散性造成的信号延迟时间与信号本身的变化时间相比已不能忽略的时侯，就不能再用理想化的模型来描述网络。
这时，信号是以电磁波的速度在信号通道上传输，信号通道(或者说是信号的连线)是带有电阻、电容、电感的复杂网络，是一个典型的分布参数系统。
任何一个电子学系统中，都不可避免地要使用大量连接线，有的连接线很短，只有几厘米，有的连接线很长，有几米、几十米甚至上百米。
在这样长的连接线上，信号从始端(信号源所在处)传到终端(负载所在处)需要一定的时间，实验和电动力学的理论都证明了以空气为绝缘介质米/秒，也就是0.3米/ns。
假设有5米的均匀导体，电信号的传输速度可以接近光速即3108长的导线，信号从始端传到终端需要17ns时间，换句话说，终端信号相对于始端有17ns的延迟。
这段时间相对于微秒或更低速度的系统是无关大局的，但对于毫微秒(ns)量级的高速电路就不能等闲视之了。
高速门电路(如74FTTL系列数字集成电路)的每级平均延迟时间可以小到几个ns，这时由上述连接线产生的延迟就不可再忽略。
而速度更高的ECL数字集成电路，其典型延迟时间为1～2 ns(ECL 10K系列)，甚至只有300～500 ps(ECLinPS系列)。
传输线的集总参数模型
传输线的集总参数模型是一种用于描述传输线特性的电路模型，它将传输线看作是由一系列的集中参数元件组成的电路。
这些元件包括电阻、电感、电容和电导，它们分别代表传输线上的电阻、电感、电容和电导。
在集总参数模型中，传输线被分为许多微小段，每一段都被视为一个集总参数元件。
这些元件的参数值是根据传输线的物理尺寸、材料和几何形状等参数计算得出的。
使用集总参数模型，我们可以方便地描述传输线的电压和电流的行为，并预测其在不同频率和不同条件下的一致性和损耗。
这种方法在高频和宽频带应用中特别有用，因为这些应用需要精确地控制信号的传播和衰减。
然而，集总参数模型也有其局限性。
它不适用于非常长的传输线或非常低的频率，因为这种情况下需要考虑分布参数效应。
此外，集总参数模型也不能准确地描述传输线的辐射效应和非线性效应。
总的来说，传输线的集总参数模型是一种非常有用的工具，可以帮助我们理解和设计传输线系统。
但是，在使用它时，我们需要注意其适用范围和局限性，以确保我们得到准确的结果。
第一章传输线理论1-1.什么叫传输线？何谓长线和短线？一般来讲，凡是能够导引电磁波沿一定方向传输的导体、介质或由它们共同体组成的导波系统，均可成为传输线；长线是指传输线的几何长度l远大于所传输的电磁波的波长或与λ可相比拟，反之为短线。
（界限可认为是l/λ>=0.05）1-2.从传输线传输波形来分类，传输线可分为哪几类？从损耗特性方面考虑，又可以分为哪几类？按传输波形分类：（1）TEM（横电磁）波传输线例如双导线、同轴线、带状线、微带线；共同特征：双导体传输系统；（2）TE（横电）波和TM（横磁）波传输线例如矩形金属波导、圆形金属波导；共同特点：单导体传输系统；（3）表面波传输线例如介质波导、介质镜像线；共同特征：传输波形属于混合波形（TE波和TM 波的叠加）按损耗特性分类：（1）分米波或米波传输线（双导线、同轴线）（2）厘米波或分米波传输线（空心金属波导管、带状线、微带线）（3）毫米波或亚毫米波传输线（空心金属波导管、介质波导、介质镜像线、微带线）（4）光频波段传输线（介质光波导、光纤）1-3.什么是传输线的特性阻抗，它和哪些因素有关？阻抗匹配的物理实质是什么？传输线的特性阻抗是传输线处于行波传输状态时，同一点的电压电流比。
其数值只和传输线的结构，材料和电磁波频率有关。
阻抗匹配时终端负载吸收全部入射功率，而不产生反射波。
1-4.理想均匀无耗传输线的工作状态有哪些？他们各自的特点是什么？在什么情况的终端负载下得到这些工作状态？（1）行波状态：0Z Z L =，负载阻抗等于特性阻抗（即阻抗匹配）或者传输线无限长。
终端负载吸收全部的入射功率而不产生反射波。
在传输线上波的传播过程中，只存在相位的变化而没有幅度的变化。
（2）驻波状态：终端开路，或短路，或终端接纯抗性负载。
电压，电流在时间，空间分布上相差π/2，传输线上无能量传输，只是发生能量交换。
传输线传输的入射波在终端产生全反射，负载不吸收能量，传输线沿线各点传输功率为0.此时线上的入射波与反射波相叠加，形成驻波状态。
《电信传输原理及应⽤》习题+答案完成版第⼀章电信传输的基本概念1、什么是通信、电信和电信传输？电信号有哪些种类？各有什么特征？答：从⼴义上说，⽆论采⽤何种⽅法，使⽤何种传输媒质只要将信息从⼀地传送到另⼀地，均可称为通信。
电信号按照不同的⾓度可有不同的分类，按照电信号传载信息的形式的不同，可分为：模拟信号和数字信号两种类型。
模拟信号，是指模拟、仿照原有消息变化的电信号，这种信号的幅度变化是时间的连续函数；数字信号在时间上和幅度上的取值都是离散的。
数字信号在传输上有很多优点，最主要的是它的抗⼲扰性强。
由于它是以1、0两种状态传输的，在接收端只要正确地判断是“1”或者是“0”，就等于完全取消了⼲扰。
2、完整的电信传输系统是如何组成的？答：⼀个完整的电信传输系统除了必须具备传输信道部分外，还需要有⽤户终端设备、交换机、多路复⽤设备和传输终端设备（收发信机）等。
3、电信传输有些什么特点？答：⼀是传输信号的多频率；⼆是电信传输的功率在有线传输的功率⽐较⼩，它⼀般只有毫⽡量级；三是电信传输的效率，由于电信传输是弱电传输，其传输效率⾮常重要；四是电信传输离不开信号的变换。
4、常⽤传输介质的结构及⽤途是什么？答：电信号的传输实质是电磁波的传播，传播⽅式分有线传播和⽆线传播两种，因此其传输介质也按此分类⽅式分为有线传输介质和⽆线传输介质。
现有的传输线有架空明线、对称电缆、同轴电缆、⾦属波导管和光纤等；⽆线电传播的传输介质是对流层、平流层或电离层，传播⽅式有直射波，反射波，地波，散射波等。
⽤途：（1）架空明线：架空明线是利⽤⾦属裸导线捆扎在固定的线担上的隔电⼦上，是架设在电线杆上的⼀种通信线路，现今多⽤于专⽹通信，如利⽤⾼压输电线实现载波通信；利⽤铁路电⽓汽车输电线实现载波通信等；（2）对称电缆：市话对称电缆是由若⼲条扭绞成对（或组）的导电芯线加绝缘层组合⽽成的缆芯，外⾯包裹有保护层的⼀个整体。
主要作为传统的话⾳通信介质，是当前电信接⼊⽹的主体；（3）同轴电缆：同轴电缆⼜称为同轴线对，属于不对称的结构。
