微波技術基礎第12次課

微波技術基礎徐銳敏教授電子科技大學電子工程學院地點：清水河校區(qū)科研樓C309

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電郵：rmxu@第5章傳輸線的電路理論5.1引言傳輸線的定義：能夠導引電磁波沿一定方向傳輸的導行波系統(tǒng)。一般傳輸線的要求：能量損耗小，工作頻帶寬，功率容量大，傳輸效率高，尺寸小和成本低。分析方法：場解法和微波等效路法。

場解法—根據邊界和初始條件求電磁場波動方程的解，得出電磁場隨時間和空間的變化規(guī)律；

微波等效電路法—利用分布參數電路的理論（傳輸線的電路模型）來分析電壓波（對應電場）和電流波（對應磁場）隨時間和空間的變化規(guī)律。

兩種分析方法的對比場解法—結構簡單的元件，分析起來也是相當繁瑣，復雜結構的元件就更難以進行。微波等效電路法—又稱傳輸線電路理論，亦稱分布參數電路理論，將電磁場的問題，在一定條件下化為電路的問題來求解，即

“化場為路”，使問題得以簡化。

傳輸線理論是微波電路設計和微波網絡理論的基礎。`第5章傳輸線的電路理論5.2分布參數的概念分布參數電路與集總參數電路的區(qū)別集總參數電路頻率低，波長遠大于電路尺寸，電場與磁場可近似看作只隨時間變化，不隨導線長度變化。導線上各點的電位相同。電能僅集中在電容器里，磁能集中在電感線圈里，損耗集中在電阻上。分布參數電路工作于微波波段，頻率高，波長短，一般電路尺寸與電磁波的波長可以比擬或更長，電磁場不僅隨時間、空間位置變化，電磁波在電路中傳輸的滯后效應顯著；傳輸線上各點的電位不同，處處有儲能和損耗。導體上存在有損耗電阻、電感，導體間存在分布電容和漏電導。第5章傳輸線的電路理論集中參數電路和分布參數電路的分界線可以認為是

l/λ≥0.05。5.3傳輸線方程及其解TEM波傳輸線等效電路模型第5章傳輸線的電路理論dz足夠短（dz<<l）,dz上的分布參數效應可用串聯阻抗Z1dz和并聯導納Y1dz的集總參數電路來等效。時諧均勻傳輸線，省去時間因子（電報方程）第5章傳輸線的電路理論由電報方程可推得（傳輸線電壓、電流波動方程）其解為：第5章傳輸線的電路理論上面的方程有四個未知量A1，B1，A2，B2，但是I（Z）的表達式可繼續(xù)寫為：第5章傳輸線的電路理論其中這樣待定系數只剩下了A1，B1；A1、B1決定于傳輸線的端接條件，通常端接條件有三種：（1）已知終端電壓UL和電流IL；（2）已知始端電壓Us和電流Is；（3）已知激勵源的電動勢Es、內阻抗Zs和負載阻抗ZL。常見情況是第1種：

第5章傳輸線的電路理論坐標z的起點選擇在負載端即z=0

，有：此式就是已知傳輸線終端電壓、電流時，線上任意一點的電壓、電流解。第5章傳輸線的電路理論其解表明，傳輸線的電壓、電流由一列向負載方向傳輸波，即入射波，和另一列向波源傳播的波，即反射波，兩列波疊加而成，呈行駐波混合分布。令（入射波）（反射波）因此：

第5章傳輸線的電路理論V(z)，I(z)還可表示為寫成矩陣形式：第5章傳輸線的電路理論如果傳輸線無耗同樣容易推導出：若坐標z的起點選在波源端，即選擇始端端接條件，線上任意一點的電壓、電流表達式為：第5章傳輸線的電路理論 若坐標