第1章傳輸線理論

1、1.1 1.1 傳輸線方程傳輸線方程1.2 1.2 傳輸線上的基本傳輸特性傳輸線上的基本傳輸特性1.3 1.3 無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析 1.5 1.5 史密斯圓圖史密斯圓圖 1.4 1.4 有耗線有耗線1.6 1.6 阻抗匹配阻抗匹配 源源天線天線傳輸線傳輸線源源終端終端路的方法路的方法沿線用等效電壓沿線用等效電壓和等效電流的方法和等效電流的方法傳輸線傳輸線傳輸高頻或微波能量的裝置傳輸高頻或微波能量的裝置(Transmission line)當(dāng)信號(hào)頻率很高時(shí)，其波長當(dāng)信號(hào)頻率很高時(shí)，其波長很短，很短，如如 f = 300MHz時(shí)，時(shí)，l l=1m, f = 3GHz時(shí)，時(shí)，l l

2、=0.1ml l而傳輸線的長度一般都在幾米甚至是幾十米之長。而傳輸線的長度一般都在幾米甚至是幾十米之長。因此在傳輸線上的等效電壓和等效電流是沿線變化的。因此在傳輸線上的等效電壓和等效電流是沿線變化的。與低頻狀態(tài)完全不同。與低頻狀態(tài)完全不同。場和等效電壓的相位變化場和等效電壓的相位變化2p p的相應(yīng)距離為一個(gè)波長。的相應(yīng)距離為一個(gè)波長。1.1 1.1 傳輸線方程傳輸線方程傳輸線理論傳輸線理論長線理論長線理論一維分布參數(shù)電路理論一維分布參數(shù)電路理論傳輸線是以傳輸線是以TEM導(dǎo)模方式傳導(dǎo)模方式傳輸電磁波能量。輸電磁波能量。其截面尺寸遠(yuǎn)小于線的長度，其截面尺寸遠(yuǎn)小于線的長度，而其軸向尺寸遠(yuǎn)比工作波長大

3、而其軸向尺寸遠(yuǎn)比工作波長大時(shí)，此時(shí)時(shí)，此時(shí)線上電壓只沿傳輸線線上電壓只沿傳輸線方向變化。方向變化。1.1 1.1 傳輸線方程傳輸線方程1）長線理論）長線理論傳輸線的電長度傳輸線的電長度：傳輸線的幾何長度：傳輸線的幾何長度 l 與其上與其上工作波長工作波長l l的比值（的比值（l/l/l）。）。l/l l 0.05l/l l 0.05 0.05當(dāng)線的長度與波長當(dāng)線的長度與波長可以比擬可以比擬當(dāng)線的長度遠(yuǎn)小于線當(dāng)線的長度遠(yuǎn)小于線上電磁波的波長上電磁波的波長長線長線Long line短線短線Short line1.1 1.1 傳輸線方程傳輸線方程短線l ll輸入電壓輸入電壓uin輸出電壓輸出電壓uo

4、utuin集總參數(shù)電路表示集總參數(shù)電路表示對(duì)于低頻信號(hào)，如交對(duì)于低頻信號(hào)，如交流電源，其頻率為流電源，其頻率為50Hz，波長為，波長為6106米，即米，即6千公里。一千公里。一般電源線的距離為幾般電源線的距離為幾十公里十公里(短線）。短線）。分布參數(shù)所引起的效分布參數(shù)所引起的效應(yīng)可忽略不計(jì)。所以應(yīng)可忽略不計(jì)。所以采用集總參數(shù)電路進(jìn)采用集總參數(shù)電路進(jìn)行研究行研究。1.1 1.1 傳輸線方程傳輸線方程l l長線長線l ll輸入電壓輸入電壓uin輸出電壓輸出電壓uoutuin分布參數(shù)電路表示分布參數(shù)電路表示1.1 1.1 傳輸線方程傳輸線方程當(dāng)線上傳輸?shù)母哳l電磁波時(shí)，傳輸線上的導(dǎo)體上的損當(dāng)線上傳輸?shù)?/p>

5、高頻電磁波時(shí)，傳輸線上的導(dǎo)體上的損耗電阻、電感、導(dǎo)體之間的電導(dǎo)和電容會(huì)對(duì)傳輸信號(hào)耗電阻、電感、導(dǎo)體之間的電導(dǎo)和電容會(huì)對(duì)傳輸信號(hào)產(chǎn)生影響，這些影響不能忽略。產(chǎn)生影響，這些影響不能忽略。2 2）傳輸線的分布參數(shù)）傳輸線的分布參數(shù)(Distributed parameter)1.1 1.1 傳輸線方程傳輸線方程分布電容：導(dǎo)線間有電壓，導(dǎo)線間有電場。分布電容：導(dǎo)線間有電壓，導(dǎo)線間有電場。 Cl為傳輸線上單位長度的分布電容。為傳輸線上單位長度的分布電容。高頻信號(hào)通過傳輸線時(shí)將產(chǎn)生分布參數(shù)效應(yīng)：高頻信號(hào)通過傳輸線時(shí)將產(chǎn)生分布參數(shù)效應(yīng)：分布電阻分布電阻: 電流流過導(dǎo)線將使導(dǎo)線發(fā)熱產(chǎn)生電阻；電流流過導(dǎo)線將使導(dǎo)

6、線發(fā)熱產(chǎn)生電阻； Rl為傳輸線上單位長度的分布電阻。為傳輸線上單位長度的分布電阻。分布電導(dǎo)分布電導(dǎo) ：導(dǎo)線間絕緣不完善而存在漏電流；：導(dǎo)線間絕緣不完善而存在漏電流； Gl為傳輸線上單位長度的分布電導(dǎo)。為傳輸線上單位長度的分布電導(dǎo)。分布電感：導(dǎo)線中有電流，周圍有磁場；分布電感：導(dǎo)線中有電流，周圍有磁場； Ll為傳輸線上單位長度的分布電感。為傳輸線上單位長度的分布電感。1.1 1.1 傳輸線方程傳輸線方程不均勻傳輸線不均勻傳輸線均勻傳輸線均勻傳輸線 沿線的分布參數(shù)沿線的分布參數(shù) Rl， Gl ， Ll ， Cl與距與距 離無關(guān)的傳輸線離無關(guān)的傳輸線 沿線的分布參數(shù)沿線的分布參數(shù) Rl， Gl ，

7、Ll ， Cl與距與距 離有關(guān)的傳輸線離有關(guān)的傳輸線1.1 1.1 傳輸線方程傳輸線方程3) 均勻傳輸線的電路模型均勻傳輸線的電路模型單位長度上的分布電阻為單位長度上的分布電阻為Rl、分布電導(dǎo)為、分布電導(dǎo)為Gl、分布電容、分布電容為為Cl、分布電感為、分布電感為Ll, 其值與傳輸線的形狀、尺寸、導(dǎo)其值與傳輸線的形狀、尺寸、導(dǎo)線的材料、及所填充的介質(zhì)的參數(shù)有關(guān)。線的材料、及所填充的介質(zhì)的參數(shù)有關(guān)。均勻傳輸線均勻傳輸線有耗線有耗線無耗線無耗線如傳輸線上無損耗，則為無耗傳輸線。即如傳輸線上無損耗，則為無耗傳輸線。即R=0, G=0。1.1 1.1 傳輸線方程傳輸線方程mSr/10, 5 . 28則其

8、各分布參數(shù)為：則其各分布參數(shù)為：對(duì)于銅材料的同軸線（對(duì)于銅材料的同軸線（0.8cm2cm），其所填充介質(zhì)為），其所填充介質(zhì)為當(dāng)當(dāng)f =2GHz時(shí)時(shí)可忽略可忽略R和和G的影響的影響。低耗線低耗線1.1 1.1 傳輸線方程傳輸線方程P17表表2.1-1給出了雙導(dǎo)線、同軸線和平行板傳輸線的給出了雙導(dǎo)線、同軸線和平行板傳輸線的分布參數(shù)與材料及尺寸的關(guān)系。分布參數(shù)與材料及尺寸的關(guān)系。同軸線同軸線a：內(nèi)導(dǎo)體半徑：內(nèi)導(dǎo)體半徑b：外導(dǎo)體半徑：外導(dǎo)體半徑m,m,：填充介質(zhì)：填充介質(zhì)雙導(dǎo)線雙導(dǎo)線D：線間距離：線間距離d：導(dǎo)線直徑：導(dǎo)線直徑平行板傳輸線平行板傳輸線W：平板寬度：平板寬度d：板間距離：板間距離m,m,

9、：填充介質(zhì)：填充介質(zhì)L(H/m)C(F/m)R(/m)G(S/m)ln(2abpmdw)2/cosh(aDap)/ln(2abpdwpa1)2/cosh(aDapw2baa1121p)/ln(2abp)2cosh(dDapmpa11.1 1.1 傳輸線方程傳輸線方程2.2.傳輸線方程傳輸線方程 傳輸線上的電壓和電流是傳輸線上的電壓和電流是距離和時(shí)間的函數(shù)距離和時(shí)間的函數(shù), 則線元?jiǎng)t線元D DzZ0 ZLZ0令令d = l - z，d為由終點(diǎn)算起的坐標(biāo)，則線上任一點(diǎn)上有為由終點(diǎn)算起的坐標(biāo)，則線上任一點(diǎn)上有反方向傳播的反方向傳播的波是由于負(fù)載波是由于負(fù)載阻抗與線上的阻抗與線上的特性阻抗不等特性阻抗

10、不等所造成的。所造成的。-反射波。反射波。0ZLZ用雙曲函數(shù)來表示：用雙曲函數(shù)來表示：dchIdshZVdIdshIZdchVdVLLLL00)()(LLIVdchZdshdshZdchdIdV00)()(寫成矩陣形式：寫成矩陣形式：1.1 1.1 傳輸線方程傳輸線方程 分別表示向分別表示向+z和和-z方向傳播的波。方向傳播的波。zzee,始端條件解始端條件解00)0(,)0(IIVV邊界條件：邊界條件：2;200020001IZVAIZVA代入解式聯(lián)立求解，可得：代入解式聯(lián)立求解，可得： zzzzeZIZVeZIZVzIeIZVeIZVzV0000000000000022)(22)(代入式中

11、：代入式中：1.1 1.1 傳輸線方程傳輸線方程用雙曲函數(shù)來表示用雙曲函數(shù)來表示000000( )( )VzV chzZ I shzVI zshzI chzZ 0000( )( )ch zZ sh zVV zsh zch zII zZ寫成矩陣形式：寫成矩陣形式：1.1 1.1 傳輸線方程傳輸線方程代入可得方程組：代入可得方程組： llLLGGllLeAeAZIAAZIEeAeAZIAAZI212102102100信號(hào)源和負(fù)載條件信號(hào)源和負(fù)載條件解解已知已知 電源電動(dòng)勢(shì)電源電動(dòng)勢(shì)EG 電源阻抗電源阻抗ZG 負(fù)載阻抗負(fù)載阻抗ZL邊界條件：邊界條件：聯(lián)立求解，可得：聯(lián)立求解，可得：()12120(

12、)1( )zzzzV zA eA eI zA eA eZ-=+=-g gg gg gg g1.1 1.1 傳輸線方程傳輸線方程dLdlLGlGGdLdlLGlGGeeeeZZEdIeeeeZZZEdV202001)(1)(代入式中，并令代入式中，并令d = l - z，則解為：，則解為：為負(fù)載端的電壓反射系數(shù)為負(fù)載端的電壓反射系數(shù)00ZZZZLLL00ZZZZGGG式中：式中：為始端的電壓反射系數(shù)為始端的電壓反射系數(shù)當(dāng)當(dāng)0ZZG000ZZZZGGG1.1 1.1 傳輸線方程傳輸線方程dLdlGdLdlGGdLdlGdLdlGGeeeZEeeeZZEdIeeeEeeeZZZEdV00002)(2

13、)(此時(shí)沿線電壓和電流分別為：此時(shí)沿線電壓和電流分別為：1.1 1.1 傳輸線方程傳輸線方程傳輸線的特性參數(shù)可用傳輸線的特性參數(shù)可用Z0、vp p、來描述來描述；3 3傳輸線的特性參數(shù)傳輸線的特性參數(shù) 特性阻抗特性阻抗(Characteristic impedance)定義：特性阻抗為傳輸線上行波電壓與行波電流之比：定義：特性阻抗為傳輸線上行波電壓與行波電流之比：行波狀態(tài)：即反射波為零的解行波狀態(tài)：即反射波為零的解。( )( )1101zzV zVA eI zIA eZgg+-+-=一般情況下，特性阻抗是個(gè)復(fù)數(shù)，與工作頻率有關(guān)一般情況下，特性阻抗是個(gè)復(fù)數(shù)，與工作頻率有關(guān)。其倒數(shù)為傳輸線的特性導(dǎo)

14、納其倒數(shù)為傳輸線的特性導(dǎo)納Y0。llllCjGLjRIVZ01.1 1.1 傳輸線方程傳輸線方程*低耗線：低耗線： 均勻傳輸線的特性阻抗只與其截面尺寸和填充材料有關(guān)。均勻傳輸線的特性阻抗只與其截面尺寸和填充材料有關(guān)。*無耗線：無耗線：llCLZ 0Z0為純電阻，且與為純電阻，且與f無關(guān)無關(guān)-無色散，無色散，對(duì)于某一型號(hào)的傳輸線，對(duì)于某一型號(hào)的傳輸線，Z0為常量。為常量。 0llRG=,llllRL GCw ww w llllllllllllllllllllllllCLCGLRjCLCGjLRjCLCjGLjRCLCjGLjRZ21212111101.1 1.1 傳輸線方程傳輸線方程dDdDdD

15、Z2ln1201ln12020式中式中d為線直徑，為線直徑，D為線間距，常見為線間距，常見270700, 600, 400, 250 雙導(dǎo)線的特性阻抗：雙導(dǎo)線的特性阻抗： 為相對(duì)介電常數(shù)，為相對(duì)介電常數(shù)，b為外徑，為外徑，a為內(nèi)徑，為內(nèi)徑， 常見有常見有50，7575。rabZrln600同軸線的特性阻抗：同軸線的特性阻抗：WdZ 0W 為平板寬度為平板寬度，d為兩板之間的距離。為兩板之間的距離。平行板傳輸線的特性阻抗平行板傳輸線的特性阻抗1.1 1.1 傳輸線方程傳輸線方程jCjGLjRllll傳播常數(shù)傳播常數(shù) 一般情況下，傳播常數(shù)是復(fù)數(shù)，與頻率有關(guān)。一般情況下，傳播常數(shù)是復(fù)數(shù)，與頻率有關(guān)。

16、則有則有 llCL 00,llllRGjLCjgwb= 無耗線：無耗線：傳播常數(shù)是描述導(dǎo)行波沿導(dǎo)行系統(tǒng)傳播過程中的傳播常數(shù)是描述導(dǎo)行波沿導(dǎo)行系統(tǒng)傳播過程中的衰減和衰減和相位變化的參數(shù)相位變化的參數(shù)。在電流電壓解中，分別有在電流電壓解中，分別有 形式表示向形式表示向+z和和-z方方向傳播的波，式中向傳播的波，式中 為傳播常數(shù)。為傳播常數(shù)。zzee,衰減常數(shù)衰減常數(shù)相移常數(shù)相移常數(shù)虛數(shù)，相移常數(shù)虛數(shù)，相移常數(shù)(Propagation constant)1.1 1.1 傳輸線方程傳輸線方程 微波低損耗線微波低損耗線 llllllllllllllllllllllllCLjCLGLCRCjGLjRCLj

17、CjGLjRCLjCjGLjR2121121111202ZRlc由單位長度分布電阻確定的導(dǎo)體衰減常數(shù)；由單位長度分布電阻確定的導(dǎo)體衰減常數(shù)；由單位長度的漏電導(dǎo)確定的介質(zhì)衰減常數(shù)。由單位長度的漏電導(dǎo)確定的介質(zhì)衰減常數(shù)。20ZGld002222llllllllcdRCGLLCRG ZZa aa aa a=+=+=+llCL,llllRL GCw ww w 1.1 1.1 傳輸線方程傳輸線方程則反射波的相速：則反射波的相速： 式中負(fù)號(hào)表示反方向式中負(fù)號(hào)表示反方向傳播（傳播（-z方向）。方向）。dtdzvp相速度相速度constzt1dtdzvp而在傳輸線上入射波和反射波的傳播相速度相同。而在傳輸線上

18、入射波和反射波的傳播相速度相同。無耗線上相速：無耗線上相速： llpCLv1相速：波的相速：波的等相位面等相位面移動(dòng)的速度移動(dòng)的速度1.1 1.1 傳輸線方程傳輸線方程 無耗線上，傳輸線的特性阻抗可表示為：無耗線上，傳輸線的特性阻抗可表示為：lplpllLvCvCLZ10波長波長傳輸線上波的振蕩相位差為傳輸線上波的振蕩相位差為22的兩點(diǎn)的距離為波長的兩點(diǎn)的距離為波長：Tvfvpppl2故故 T為振蕩周期為振蕩周期長線長線短線短線cckl; 0對(duì)于對(duì)于TEM導(dǎo)波：導(dǎo)波：可傳輸任意波長的波。可傳輸任意波長的波。截止波長截止波長(Wavelength)pl21.1 1.1 傳輸線方程傳輸線方程結(jié)論：

19、結(jié)論：1 1）均勻無耗線上的電壓和電流，一般情況下是兩個(gè)以）均勻無耗線上的電壓和電流，一般情況下是兩個(gè)以相同速度向相反方向傳播的正弦電磁波的疊加；相同速度向相反方向傳播的正弦電磁波的疊加；2 2）入射波（或反射波）的電壓與電流之比為特性阻抗。）入射波（或反射波）的電壓與電流之比為特性阻抗。1.1 1.1 傳輸線方程傳輸線方程微波阻抗（包括傳輸線阻抗）為分布參數(shù)阻抗，與導(dǎo)行系微波阻抗（包括傳輸線阻抗）為分布參數(shù)阻抗，與導(dǎo)行系統(tǒng)上導(dǎo)波的反射或駐波特性密切相關(guān)。統(tǒng)上導(dǎo)波的反射或駐波特性密切相關(guān)。返回返回返回返回返回返回傳輸線上的基本傳輸特性傳輸線上的基本傳輸特性1.1.分布參數(shù)阻抗分布參數(shù)阻抗( D

20、istributed impedance )定義：傳輸線上任一點(diǎn)定義：傳輸線上任一點(diǎn)d的阻抗的阻抗Zin(d)為線上為線上該點(diǎn)該點(diǎn)的的電壓電壓與與電流電流之比?；蚍Q由之比?；蚍Q由d點(diǎn)向負(fù)載看去的輸入阻抗點(diǎn)向負(fù)載看去的輸入阻抗( Input impedance ) 。由線上某點(diǎn)：由線上某點(diǎn)： 對(duì)于無耗傳輸線：對(duì)于無耗傳輸線：djtgdjthdthj,; 0則則dchIdshZVdIdshIZdchVdVLLLL00)()(傳輸線上的基本傳輸特傳輸線上的基本傳輸特性性Zin隨隨d而變，分布于沿線各點(diǎn)，與而變，分布于沿線各點(diǎn)，與ZL有關(guān)，是分布參數(shù)阻抗；有關(guān)，是分布參數(shù)阻抗；傳輸線段具有阻抗變換作用

21、；傳輸線段具有阻抗變換作用；ZL經(jīng)經(jīng)d的距離變?yōu)榈木嚯x變?yōu)閆in；無耗線的阻抗呈周期性變化，具有無耗線的阻抗呈周期性變化，具有l(wèi) l/4的變換性和的變換性和l l/2的重復(fù)性。的重復(fù)性。由上式可見，由上式可見，d點(diǎn)的輸入阻抗與該點(diǎn)的輸入阻抗與該點(diǎn)的點(diǎn)的位置位置和和負(fù)載阻抗負(fù)載阻抗ZL及及特性阻特性阻抗抗Z0有關(guān)。同時(shí)與有關(guān)。同時(shí)與頻率頻率有關(guān)。有關(guān)。與電長度有關(guān)與電長度有關(guān)ZL=100，Z0=50RX傳輸線上的基本傳輸特傳輸線上的基本傳輸特性性 當(dāng)距離當(dāng)距離 時(shí)，時(shí)，nd2linLZZ=輸入阻抗具有二分之一波長的重復(fù)性輸入阻抗具有二分之一波長的重復(fù)性 當(dāng)距離當(dāng)距離 時(shí)，時(shí)，20inLZZZ=輸

22、入阻抗具有四分之一波長的變換性輸入阻抗具有四分之一波長的變換性ZLl/4Z02/ZLZLl/2l/4l/4Z02/ZLZLl/2ZLZLl/2傳輸線上的基本傳輸特傳輸線上的基本傳輸特性性ZL=0l/4l/2l/4l/4例：終端短路例：終端短路Z ZL L=0=0Zin= Zin= 0Zin= 傳輸線上的基本傳輸特傳輸線上的基本傳輸特性性ZL=l/4l/2l/4l/4例：終端開路例：終端開路Z ZL L= = Zin= 0Zin= 開路開路Zin= 0短路短路傳輸線上的基本傳輸特傳輸線上的基本傳輸特性性ZL=25l/4l/2l/4l/4例：終端接純電阻例：終端接純電阻 Z ZL L=25=25

23、Z Z0 0=50=50 Zin=100 Zin= 25 Zin=100 傳輸線上的基本傳輸特傳輸線上的基本傳輸特性性2 2反射參量反射參量1 1）反射系數(shù)）反射系數(shù) ( reflection coefficient )定義：傳輸線上定義：傳輸線上某點(diǎn)某點(diǎn)的反射系數(shù)為的反射系數(shù)為該點(diǎn)該點(diǎn)的的反射波電壓反射波電壓（或（或電流）與該點(diǎn)的電流）與該點(diǎn)的入射波電壓入射波電壓（或電流）之比。（或電流）之比。電壓反射系數(shù)電壓反射系數(shù)+ +表示入射波表示入射波，- -表示反射波表示反射波。其模值范圍為其模值范圍為01。電流反射系數(shù)電流反射系數(shù)傳輸線上的基本傳輸特傳輸線上的基本傳輸特性性則有則有在負(fù)載端，在負(fù)

24、載端，d=0式中式中00LjLLLLZZeZZf f-G = G+為終端反射系數(shù)（為終端反射系數(shù)（1）。）。將定解將定解- -終端條件解：終端條件解： 代入得反射系數(shù)為代入得反射系數(shù)為 對(duì)于無耗線對(duì)于無耗線即有即有 其大小保持不變，以其大小保持不變，以- -2 d 的角度沿等圓周向信號(hào)源端的角度沿等圓周向信號(hào)源端（順時(shí)針方向）變化，如圖。（順時(shí)針方向）變化，如圖。傳輸線上的基本傳輸特傳輸線上的基本傳輸特性性無耗無耗線上的反射系數(shù)的大小（線上的反射系數(shù)的大?。Ｖ的Ｖ担?取決于取決于終終端負(fù)載端負(fù)載和線上的和線上的特性阻抗特性阻抗，不隨距離，不隨距離d變化。變化。無耗線上的反射系數(shù)的無耗線上的反

25、射系數(shù)的相位相位隨距終端的距離隨距終端的距離d 按按-2 d 規(guī)律變化。規(guī)律變化。由于有入射波與反由于有入射波與反射波來回路程射波來回路程用反射系數(shù)表示線上電壓電流用反射系數(shù)表示線上電壓電流沿?zé)o耗線電壓和電流為：沿?zé)o耗線電壓和電流為：傳輸線上的基本傳輸特傳輸線上的基本傳輸特性性)(1)()()()()(1)()()()(ddIdIdIdIddVdVdVdV或或 2 2）阻抗與反射系數(shù)的關(guān)系）阻抗與反射系數(shù)的關(guān)系則：則：傳輸線上的基本傳輸特傳輸線上的基本傳輸特性性測量測量 -可確定可確定 。)(d)(dZin( )0( )1( )1( )ininZddzdZd+ G=- G 與與 一一對(duì)應(yīng)。一一

26、對(duì)應(yīng)。( )inzd)(din引入歸一化阻抗以（引入歸一化阻抗以（Z Z0 0的歸一化阻抗）：的歸一化阻抗）：即當(dāng)傳輸線的特性阻抗即當(dāng)傳輸線的特性阻抗Z Z0 0一定時(shí)，傳輸線上任一點(diǎn)一定時(shí)，傳輸線上任一點(diǎn)的的 與該點(diǎn)的反射系數(shù)與該點(diǎn)的反射系數(shù) 一一對(duì)應(yīng)；一一對(duì)應(yīng)；)(d)(dZin傳輸線上的基本傳輸特傳輸線上的基本傳輸特性性3. 3. 駐波參量駐波參量定義：傳輸線上定義：傳輸線上相鄰相鄰的的波腹點(diǎn)波腹點(diǎn)和和波谷點(diǎn)波谷點(diǎn)的的電壓振幅電壓振幅之之比比為電壓駐波比為電壓駐波比-VSWRVSWR 或或 表示。表示。行波系數(shù)：駐波系數(shù)的倒數(shù)：行波系數(shù)：駐波系數(shù)的倒數(shù)： maxmin1VVK駐波的波腹點(diǎn)

27、駐波的波腹點(diǎn)-max；波谷（節(jié)）點(diǎn)；波谷（節(jié)）點(diǎn)-min；(1)(1)電壓駐波比電壓駐波比VSWRVSWR（ ）ZL電壓（電流）振幅電壓（電流）振幅|V|min|V|max|V|Voltage Standing Wave Ratio實(shí)際測量中，反射電壓及電流均不宜測量。線上入射波和實(shí)際測量中，反射電壓及電流均不宜測量。線上入射波和反射波相位相同處相加得到波峰值，相位相反處相減得到反射波相位相同處相加得到波峰值，相位相反處相減得到波谷值，為描述傳輸線上的工作狀態(tài)，引入駐波比。波谷值，為描述傳輸線上的工作狀態(tài)，引入駐波比。(2) (2) VSWR 與與 的關(guān)系的關(guān)系11LLVSWR+ G=- G:

28、 0 1:1 LVSWRG11LVSWRVSWR-G=+行波狀態(tài)：行波狀態(tài)：0,1LVSWRG=1,LVSWRG = 駐波狀態(tài)：駐波狀態(tài)：ZL電壓振幅電壓振幅傳輸線上的基本傳輸特傳輸線上的基本傳輸特性性（3 3）阻抗與駐波比的關(guān)系）阻抗與駐波比的關(guān)系負(fù)載阻抗與駐波比的關(guān)系為：負(fù)載阻抗與駐波比的關(guān)系為：min0min1LjVSWR tg dZZVSWRjtg dbb-=-g式中式中d dminmin為電壓最小點(diǎn)距負(fù)載的距離；由上式可見當(dāng)傳輸為電壓最小點(diǎn)距負(fù)載的距離；由上式可見當(dāng)傳輸線的特性阻抗一定時(shí)，傳輸線終端的負(fù)載阻抗與駐波參線的特性阻抗一定時(shí)，傳輸線終端的負(fù)載阻抗與駐波參量一一對(duì)應(yīng)。量一一對(duì)

29、應(yīng)。傳輸線上的基本傳輸特傳輸線上的基本傳輸特性性測量測量dmin：1) 1) 距離距離Z ZL L最近的最近的 ; ;1mind2) 2) 不能直接測量時(shí)，先將終端短路，在線上不能直接測量時(shí)，先將終端短路，在線上的某一電壓波節(jié)點(diǎn)為參考點(diǎn)，再接上的某一電壓波節(jié)點(diǎn)為參考點(diǎn)，再接上Z ZL L測量測量參考點(diǎn)附近的電壓駐波的最小點(diǎn)參考點(diǎn)附近的電壓駐波的最小點(diǎn) ，利用，利用的重復(fù)性來計(jì)算。的重復(fù)性來計(jì)算。mindmind傳輸線上的基本傳輸特傳輸線上的基本傳輸特性性小結(jié)：小結(jié)：Zin是分布參數(shù)阻抗；是分布參數(shù)阻抗；具有阻抗變換作用；具有具有阻抗變換作用；具有l(wèi) l/4的變換性和的變換性和l l/2的重復(fù)性

30、。的重復(fù)性。無耗線上：無耗線上：分布參數(shù)阻抗：分布參數(shù)阻抗：傳輸線上的基本傳輸特傳輸線上的基本傳輸特性性電壓反射系數(shù)電壓反射系數(shù)：無耗線：無耗線：反射系數(shù)與阻抗的關(guān)系：反射系數(shù)與阻抗的關(guān)系：傳輸線上的基本傳輸特傳輸線上的基本傳輸特性性電壓駐波比電壓駐波比11LLVSWR+ G=- G11LVSWRVSWR-G=+電壓駐波比與反射系數(shù)的關(guān)系：電壓駐波比與反射系數(shù)的關(guān)系：傳輸線上的基本傳輸特傳輸線上的基本傳輸特性性線上等效電壓和等效電流分布線上等效電壓和等效電流分布( )( )( )( )1( )( )( )( )( )1( )V zVzVzVzzI zIzIzIzz+-+-+=+=+ G=+=-

31、 G沿?zé)o耗線電壓和電流為：沿?zé)o耗線電壓和電流為：傳輸線上的基本傳輸特傳輸線上的基本傳輸特性性分析內(nèi)容：1. 工作狀態(tài)2. 瞬間電壓和電流3.電壓和電流振幅的空間分布4. 分布特性阻抗5. 反射系數(shù)6. 駐波系數(shù)和行波系數(shù)7. 功率計(jì)算用文字和圖說明上述內(nèi)容。以反射波的大小、即反射系數(shù)的三種狀態(tài)定義線上的工作狀態(tài)。ZLV+V-G00 VVVVV-+-+=工作狀態(tài)1. 行波2. 駐波3. 行駐波分析時(shí)所依據(jù)的公式)2(2)(djLdjLLeed11LLVSWR+ G=- G無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析1.1.行波狀態(tài)行波狀態(tài)1）條件：終端無反射,即L=0，則由得此時(shí)傳輸線上：行波ZLV+無

32、耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析2 2）特性分析：）特性分析：電壓表達(dá)式：向z方向傳播的波電壓瞬時(shí)值：)cos(),()cos(),(0000ztItziztVtzv時(shí)間初始狀態(tài)空間行波無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析 沿線的阻抗：0)(ZzZin電流振幅電壓、電流振幅值|V(d)|z|I(d)|由于線上即無損耗也無反射，故其電壓、電流振幅值為均勻分布（表明功率的全部傳輸）線上任一點(diǎn)的等效阻抗恒等于特性阻抗。電壓振幅電壓振幅行波無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析EgRgZin=Z0Im 功率傳輸功率傳輸對(duì)于已知電源和內(nèi)阻，如圖，則輸入端的輸入阻抗為Zin=Z0, 故由輸入端和電源端所組

33、成的等效電路為P+P-ZL=Z0EgRg0gingEIRZ=+輸入端的電流為輸入端的輸入功率為Zin*如信號(hào)源Rg=Z0，則220000128gginEEPZZZZ=+由于傳輸線無耗，故能量均被負(fù)載吸收無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析2.2.駐波狀態(tài)駐波狀態(tài)1)條件：終端全反射，線上開路接純電抗短路001LLLZZZZ-G =+由 可知有三種終端狀態(tài)：駐波VSWRL, 1無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析2 2）特性分析：）特性分析：終端短路線, 1, 000VSWRZZZZZLLLL電壓表達(dá)式22( )( )1( )( )1( )1( )( )2 sin2sinjdLjdj dj dj

34、 dj dLV dVddVdeVdeVd eeeVd ejdj Vdbbbbbbbb+-+-+-+-+=+ G=+ G=-=-=dIdZVdILLcos2cos2)(0其電流為電壓V反射電壓波與入射電壓波的大小相等，方向相反；終端VL=0*11ReRe 2sin2cos022LLPVIj VdIdbb+=駐波無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析電壓電流瞬時(shí)值電壓電流瞬時(shí)值其模值或式中電壓V駐波無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析沿線電壓、電流振幅分布特性 沿線電壓、電流振幅分布呈駐波型，兩相鄰波腹（或）波節(jié)點(diǎn)的間距為l/2，即振幅具有l(wèi)/2的重復(fù)性； 終端是電壓波節(jié)點(diǎn)、電流波腹點(diǎn)(Imax)。

35、 波腹電壓、波腹電流與傳輸線的特性阻抗之間的關(guān)系。在負(fù)載處(d = 0)：駐波無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析 為純電抗，阻值范圍為 阻抗具有l(wèi)/2的重復(fù)性， l/4的變換性jj沿線沿線阻抗阻抗短路Short circuit無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析 在 的范圍內(nèi)： 等效為電容。42dll 在 處 串聯(lián)諧振電路2l 在 的范圍內(nèi)： 等效為電感04dl 在 處 并聯(lián)諧振電路4l242dp lpbl=開路0)0(scinZ 終端無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析終端開路線終端開路線反射電壓波與入射電壓波的大小相等，方向相同；終端VL=2VL+則沿線電壓電流為2max,0LLLVVI

36、+=- =在負(fù)載處：終端是電壓波腹點(diǎn)、電流波節(jié)點(diǎn)。具有l(wèi)/2的重復(fù)性電流ddd駐波無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析dctgjZdZocin0)(阻抗為純電抗（從 ）jj開路(Open circuit)jZdocin) 0 (, 0 終端 在 范圍內(nèi)， 等效為電感42dll2l 在 處 并聯(lián)諧振電路 在 范圍內(nèi)， 等效為電容04dl4l 在 處， 可等效為串聯(lián)諧振電路0)4/(locinZ開路開路短路無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析)()(1)()(0dZdZarctgddZdZZocinscinocinscin由上關(guān)系式，如果能測得開路和短路阻抗，則可求出 和 。0Z由開路阻抗和短路阻

37、抗，則有無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析則產(chǎn)生全反射，在線上形成駐波。終端接純電感負(fù)載無耗線終端接純電感負(fù)載無耗線無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析等效短路線：沿線電壓和電流的分布曲線可用一段小于 的短路線等效該電感。4l在負(fù)載處，終端既不是電壓（電流）波節(jié)點(diǎn)也不是電壓（電流）波腹點(diǎn)。圖2.3-3終端接純電感負(fù)載的沿線電壓、電流和阻抗分布無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析對(duì)于這一段等效短路線而言：LLLinjXdtgjZZdtgjZZZdZ000)(LjXltgjZ0則等效短路線的長度：002ZXarctglLepl0LZ此時(shí)負(fù)載為短路，故：無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析終端接純

38、電容負(fù)荷無耗線終端接純電容負(fù)荷無耗線即：產(chǎn)生全反射，在線上形成駐波。圖2.3-3端接純電容負(fù)載的沿線電壓、電流和阻抗分布無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析02ZXarcctglLepl等效開路線的長度：在負(fù)載處，終端既不是電壓（電流）波節(jié)點(diǎn)也不是電壓（電流）波腹點(diǎn)。等效開路線：沿線電壓和電流的分布曲線可用一段小于 的開路線（或 長的短路線）等效該電容。4l42ll0LjZ ctg ljXb-= -無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析q電壓、電流的振幅V(z)和I(z)是z的函數(shù)，波節(jié)點(diǎn)和波腹點(diǎn)固定不變，兩個(gè) 相距為 ；maxV2lq負(fù)載為純電感時(shí)，距負(fù)載最近的電壓波腹點(diǎn) ；在電壓從0升到MA

39、X之間；1maxdq負(fù)載為純電容時(shí)，距負(fù)載最近的電壓波節(jié)點(diǎn) ；1mind駐波的特點(diǎn)駐波的特點(diǎn)q短路線的終端是ZL=0，I=MAX，V=0；q開路線的終端是ZL=，V=MAX，I=0；1）駐波無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析4) 傳輸線上任一點(diǎn)的輸入阻抗為純電抗，且隨f和z變化；當(dāng)f一定時(shí)，不同長度的駐波線可分別等效為電感、電容、串聯(lián)諧振電路、并聯(lián)諧振電路。3）電壓或電流波節(jié)點(diǎn)兩側(cè)各點(diǎn)相位相反，相鄰兩節(jié)點(diǎn)之間各點(diǎn)的相位相同；2）各點(diǎn)上的電壓和電流隨時(shí)間t 和位置z 變化都有 的相位差，無能量傳輸和消耗；2/p駐波無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析1）條件：終端接一般復(fù)數(shù)阻抗時(shí)將產(chǎn)生部分反射

40、，在線上形成行駐波終端阻抗： ，反射系數(shù)LLLjXRZLjLLe2022022022021ZXRZXarctgXZRXZRLLLLLLLLL3. 3. 行駐波狀態(tài)行駐波狀態(tài)ZL電壓（電流）振幅無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析2 2）特性分析：）特性分析：則其模：=1=-11)()(1)()(22djLdjLLLedIdIedVdV ，終端產(chǎn)生部分反射，線上形成行駐波-無節(jié)點(diǎn)波，由線上任一點(diǎn)： 1L22,cos(2)1LLznzfbpfb-= -=22,cos(2)1LLznzfbppfb-= -= -無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析則可得到波腹、 波谷值： 注意： 在Vmax點(diǎn)上有Im

41、in，而在Vmin點(diǎn)上有Imax。ZL電壓振幅電流, 24zzlbp=Q電壓最大點(diǎn)與電壓最小點(diǎn)相差l/4maxminmaxmin( ) 1( ) 1LLVzVVSWRVVzIVSWRI+ G=- G=無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析V - -=0.5=0.5V + +時(shí)的行駐波的波形時(shí)的行駐波的波形|V|max|V|min無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析,.2 , 1 , 0,24maxnndLlpl1)2cos(dL 當(dāng)maxV將出現(xiàn)駐波最大點(diǎn)pndL22此時(shí),.2 , 1 , 0),12(44minnndLlpl1)2cos(dL 當(dāng)minV將出現(xiàn)駐波最小點(diǎn)ppndL22此時(shí)1)(

42、)(1)()(22djLdjLLLedIdIedVdVZL電壓（電流）振幅無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析行駐波狀態(tài)沿線各點(diǎn)的輸入阻抗一般為復(fù)阻抗，但在電壓駐波最大點(diǎn)和電壓駐波最小點(diǎn)處的輸入阻抗為純電抗。maxmaxmax0minmin0011/LLLLVVRZZ VSWRIIRZVSWRZ K+ G=- G=即：則有無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析ZL=25 ，無耗線長為，無耗線長為1.71.7波長的沿線分布阻抗波長的沿線分布阻抗Z ZinR=ZReX=ZImdZin無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析4.傳輸功率傳輸功率P+P-ZL入射波功率2*01Re()22VPV IZ+=反射

43、波功率2*01Re()22VPV IZ-=傳輸功率由于LVV-+= G()22012LVPZ+=- G故傳輸功率反射波功率相對(duì)于入射波功率的大小入射波功率歸一化值失配無耗線的情況，此時(shí)負(fù)載有反射負(fù)載的吸收功率等于入射波功率減去反射波功率。 無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析 亦可用電壓駐波最大點(diǎn)或最小點(diǎn)的值計(jì)算： 由于 max1LVV+=+ Gmax1LVV+=+ G 故有即Vmax點(diǎn)： Vmin點(diǎn)： 無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析回波損耗回波損耗q 回波損耗：又稱回程損耗或反射波損耗)(lg201lg102dBLr由于對(duì)于無耗線沿線的回波損耗相同；a.匹配負(fù)載， ， 即無反射功率0)

44、(dBLrb.全反射負(fù)載， ， 入射功率被全部反射1)(0 dBLrc.反射功率為入射功率的一半時(shí)，3()rLdB=( return loss)無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析|V|R=ZReX=ZImZL=25 ，Z Z0 05050無耗線長為無耗線長為1.31.3波長的沿線阻抗及電壓分布波長的沿線阻抗及電壓分布無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析例：例：已知：一無耗均勻長線特性阻抗為Z0=300, 其長度為L=1.5m，終端負(fù)載為ZL=100+j100，始端信號(hào)源Eg=100V(振幅值)，內(nèi)阻為Rg=50，工作頻率為f=300MHz，求 P+P-ZLEgRg50100+j100Z0=3

45、00100VL=1.5m1) 終端反射系數(shù)L、線上駐波比VSWR ;2) 輸入端的輸入阻抗Zin和反射系數(shù)in ;3) ZL吸收功率;4) |Vmax|、|Vmin|，以及|V+|;5) |Zmax|、|Zmin| ；6) 沿線電壓、電流振幅分布無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析解：（解：（1）終端反射系數(shù)）終端反射系數(shù) L、線上駐波比、線上駐波比VSWR00153.5139.5141001003001001003002001002240.54400100414LLLjjjZZjZZjjeeje-+-G=+-+=+即有 0.54,139.50.775LLG=F= =p110.543.3511

46、0.54LLVSWR+ G+=- G-P+P-ZLEgRg50100+j100Z0=300100VL=1.5m無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析P+P-ZLEgRg50100+j100Z0=300100VL=1.5m000( ),LinLZjZ tg dZdZZjZ tg dbb+=+Zin(2)輸入端的輸入阻抗輸入端的輸入阻抗Zin和反射系數(shù)和反射系數(shù) in線上電磁波的工作波長： 3001300vmf=l傳輸線的電長度： 1.51.51L=l另由線的l/2的重復(fù)性，可知線的輸入阻抗等于終端負(fù)載。 221.53 ,30dLtgpbpppl=將代入上式得139.5000.54jinininZZ

47、eZZ-G=+反射系數(shù)： 無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析已知其輸入阻抗，則等效電路如圖： EgRgZin=ZLIin37.51000.555(100100)50gjiningEIeZRj-=+故傳輸功率為（3）ZL吸收功率吸收功率; 無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析EgRgZin=ZLIin方法二()22012LVPZ+=- G()()22220114.2110.5415.422600LVPWZ+=- G=-=傳輸功率為：11.3(100100)10078.4(100100)50ingjiningZ EjVeZRj+=+(1)ininVVVV+-+=+=+ G由線上任一點(diǎn)的等效電壓為

48、入射電壓與反射電壓之和：11.311.319.34139.530.6878.478.4114.2110.540.686jjjinjjinVeeVeee鞍+-=+ G+可得：無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析（4）|Vmax|、|Vmin|，以及，以及|V+|;2max01/2PVVSWRZ=由于故有max1LVV+=+ G又由無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析接上述方法二：接上述方法二：已知|V+|=114.3Vmax1LVV+=+ G又由無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析 （5）|Zmax|、|Zmin|max03003.351005( )ZZVSWR=W0min300/3.3590(

49、 )ZZVSWR=W無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析（6）沿線電壓、電流振幅分布）沿線電壓、電流振幅分布 關(guān)鍵是確定dmin,1（0dmin,1l/2），（或dmax1） min0.775(21)0.1940.25 (21)44dnnllpllp=+=+minminmin1,0.1940.25 ( 1)0.05600,0.1940.25 (1)0.444/21,0.1940.25 (3)0.94/2ndndndlllllllllll= -=+-= -=+=min(21),0,1,2,.44Ldnnllfp=+=由是解不行不行1.444l 1.194l 0.944l 0.694l 0.444

50、l 0.194l則可畫出沿線電壓分布。 無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析電流振幅分布電流振幅分布()()()( )min0114.31110.540.175300LLVIIAZ+=- G=- G=-=maxmin0.1753.350.586( )IIVSWRA=在電壓最大點(diǎn)為電流最小點(diǎn)，因此在該點(diǎn)上電流值為：無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析已知無耗線上已知無耗線上|V|max、Zmax、dmax1和和VSWR，max0ZZVSWR=求解Z0max,0,1,2,.42Lndnllfp=+=求解L并得L11LVSWRVSWR-G=+求解|L|, 求解ZL

51、求解Z0、L、 ZL 、|V+|、傳輸功率P及線上等效電壓分布。無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析求解|V|min2max01/2PVVSWRZ=求解Pmax1LVV+=+ G求解|V+|無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析輸入阻抗的頻率特性輸入阻抗的頻率特性由于信號(hào)需有一定的帶寬, 因此在頻率變化時(shí)(假設(shè)其負(fù)載阻抗一定),由上式其輸入阻抗亦可表示為頻率的函數(shù)。對(duì)于某一定長度的傳輸線，則在輸入端口d=d0處的輸入阻抗為:無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析小結(jié)：無耗傳輸線上的三種工作狀態(tài)小結(jié)：無耗傳輸線上的三種工作狀態(tài)沿線阻抗分布；電壓振幅分布；功率傳輸無耗線工作狀態(tài)分析無耗線工作狀態(tài)分析。

52、1、傳輸線上的損耗常用參數(shù) 功率、效率、衰減、損耗同軸線上的損耗主要內(nèi)導(dǎo)體損耗和介質(zhì)損耗。 2 2損耗的影響損耗的影響()()llLlllYZGj CRj Ljgwwab=+=+為-復(fù)數(shù)， 對(duì)于有耗傳輸線：221( )1dLdLeVSWR deaa-+ G=- G沿線有變化( )( )dVSWR dG()2222200( )LLjdjddddLLLLLZZdeeeeeeZZfbfggga-G= G= G= G+2( )dLdea-G= G耗線的特性耗線的特性有耗線上反射系數(shù)和等效有耗線上反射系數(shù)和等效電壓的分布特性電壓的分布特性 2( )dLdea-G= G線上各處反射系數(shù)的大小與傳輸線的衰減

53、系數(shù)、長度（距負(fù)載的距離）d以及終端負(fù)載的反射系數(shù)的模值有關(guān)。 線上各處的反射波模值不同，離負(fù)載端越遠(yuǎn)（離輸入端越近）反射波模值越小；線上各處的入射波模值不同，離輸入端越遠(yuǎn)（離負(fù)載端越近）入射波模值越小； ZL電壓振幅V+V-耗線的特性耗線的特性損耗的主要影響導(dǎo)行波的振幅衰減相移常數(shù)與頻率有關(guān)波的傳播速度與頻率有關(guān)色散效應(yīng)ZL電壓振幅V+V-ZL電壓振幅耗線的特性耗線的特性沿線電壓電流振幅沿線阻抗變換在信號(hào)源端，駐波起伏越小阻抗波動(dòng)也越小, 最后趨近于線的特性阻抗。足夠長的有耗線的輸入阻抗接近于線的特性阻抗，可用做匹配負(fù)載。耗線的特性耗線的特性耗線的特性耗線的特性3 3同軸線的一些典型衰減值同

54、軸線的一些典型衰減值 普通低耗同軸線的衰減 標(biāo)稱直徑標(biāo)稱直徑(mm)絞合根數(shù)絞合根數(shù)20MHz150MHz900MHzSYV-50-30.912.956.41845.7SYV-50-51.414.8411.429.7SYV-50-72.2577.253.2923.8SYV-50-92.85792.67.520.1內(nèi)導(dǎo)體內(nèi)導(dǎo)體衰減系數(shù)衰減系數(shù)(dB/100m)內(nèi)絕緣體內(nèi)絕緣體外徑外徑(mm)國內(nèi)型號(hào)國內(nèi)型號(hào)20MHz150MHz900MHz8D-FB2.67.325.714.710D-FB3.5101.44.111.312D-FB411.51.33.79.7衰減系數(shù)衰減系數(shù)(dB/100m)內(nèi)絕

55、緣體外徑內(nèi)絕緣體外徑(mm)內(nèi)導(dǎo)體直徑內(nèi)導(dǎo)體直徑(mm)國際型號(hào)國際型號(hào)高級(jí)低耗同軸線的衰減 耗線的特性耗線的特性4.4.傳輸線損耗傳輸線損耗 功率損耗 系統(tǒng)中常常用到傳輸線以及插入損耗，對(duì)于傳輸線而言，就是該段傳輸線的總衰減（以dB表示）。 ZL功率傳輸outP+inP+outP-10lginoutPLP+=假設(shè)傳輸線的輸入功率為Pin+； 傳輸線的輸出功率為Pout+；則插入損耗為：耗線的特性耗線的特性2220022azoutinzoutinVV ePP eZZa+-+-=由于在有耗傳輸線上有由于在有耗傳輸線上有對(duì)于單位長度的損耗和衰減常數(shù)的關(guān)系2210lg10lg10lg20lg8.68

56、6zininzoutinPPLezezPP eaaaa+-=08.686La=單位為dB單位為奈培耗線的特性耗線的特性例例1 1L=23.82/100=0.476(dB) 相應(yīng)的功率通過率為 (0.476/10)10100%89.6%outinPP+-+=即100W的射頻(900MHz)功率通過該電纜時(shí)，通過功率為89.6W，損耗功率為10.4W。 對(duì)于SYV-50-7電纜，使用電纜的長度為2m，工作頻率為900MHz，則該電纜的插入損耗為： 耗線的特性耗線的特性例例2 2 某某GMSGMS基站（工作頻率基站（工作頻率900MHz900MHz頻段），天線離機(jī)房約頻段），天線離機(jī)房約68m68m

57、。 如采用SYV-50-9電纜，則插入損耗為： L=23.868/100=13.67(dB) 相應(yīng)的功率通過率為 (13.67/10)10100%4.3%outinPP+-+=即100W的射頻功率通過該電纜時(shí)，通過功率僅為4.3W，損耗功率達(dá)95.7W。 相應(yīng)的功率通過率為 即100W的射頻功率通過該電纜時(shí)，通過功率為21.9W，損耗功率為78.1W。 (6.6/10)10100%21.9%outinPP+-+=如采用NOKIA 12D-FB電纜，插入損耗為L=9.768/100=6.6(dB) 在GMS基站實(shí)際工作中，人們總是采用進(jìn)口的低損耗電纜進(jìn)行功率傳輸。3元/m 50元/m 耗線的特性

58、耗線的特性例：例： 例：在ZL=100，Z0=50情況下，現(xiàn)采用長度為20m的SYV-50-7的電纜，工作頻率為900MHz，衰減常數(shù) =23.8dB/100m。求線上輸入端和負(fù)載端的VSWR。注：分貝與奈培的關(guān)系： 1奈培= 8.686 分貝解：在負(fù)載端，反射系數(shù)的大小為00100501100503LLLZZZZ-G=+2(2 (0.238/8.686) 20)1.10.330.330.11dinLeeea-創(chuàng)-G= G=在輸入端，反射系數(shù)的大小為耗線的特性耗線的特性則輸入端的駐波比為： 110.111.2511 0.11ininVSWR+ G+=- G-而負(fù)載端的駐波比為： 110.332

59、110.33LLVSWR+ G+=- G-通過一段有耗線駐波比降低了。（反射波經(jīng)一段衰減之后變小了） 無耗線的輸入端VSWR=1.25ZL功率傳輸outP+inP+outP-耗線的特性耗線的特性（3 3）功率傳輸）功率傳輸 接上例：20m的總衰減為： L=23.820/100=4.76(dB) 又由負(fù)載端的反射系數(shù) ，則負(fù)載端的反射功率為 0.33LG=233.4 1/93.7(W)outoutLPP-+= G=負(fù)載實(shí)際所得功率為： 33.43.729.7(W)LoutoutPPP+-=-=-=(4.76/10)1033.4(W)outinPP+-+=如輸入功率仍為 ，則到輸出端的功率為 10

60、0WinP+=ZL功率傳輸outP+inP+outP-耗線的特性耗線的特性小結(jié)：小結(jié)：有耗線中，能量有衰減。沿線的反射系數(shù)、駐波比均不一樣。耗線的特性耗線的特性史密斯圓圖(Smith chart)是利用圖解法來求解傳輸線上任一點(diǎn)的參數(shù)。在傳輸線上任一參考面上定義三套參量：反射系數(shù)；輸入阻抗Zin；駐波系數(shù)VSWR和lmin史密斯圓圖史密斯圓圖1 1圓圖的概念圓圖的概念 由于阻抗與反射系數(shù)均為復(fù)數(shù)，而復(fù)數(shù)可用復(fù)坐標(biāo)來表示，因此共有兩組復(fù)坐標(biāo)：rxr =constx =constreim 歸一化阻抗或?qū)Ъ{的實(shí)部和虛部的等值線簇；0( )( )( )( )jZ dz dr djx dzeZq=+=)