第一章传输线的基本理论ppt课件.ppt

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1、第一章绪论微波通常指:分米波，厘米波和毫米波和亚毫米波微波的频率范围：说法一：300MHz～3000GHz(1m～0.1mm)说法二：1GHz～1000GHz(30cm～0.3mm)表1.1.1微波波段的划分表1.1.2常用微波波段表1.1.3移动通信频段微波的特点：（1）似光性反射性---雷达系统------天线的接收与发射直线传播性和集束性（2）穿透性微波通信和遥感微波生物医学（3）宽频带特性（4）热效应微波炉（5）散射a.进行目标识别实现遥感，雷达成像b.利用大气对流层散射实现远距离微波散射通信（6）抗低频干扰（8）视距传播（

2、9）电磁污染与电磁兼容天线的功能：1）能量转换2）定向发射或接收信号第二章传输线的基本理论2.1传输线方程及其解2.2无耗均匀传输线的工作状态2.3阻抗与导纳圆图及其应用2.4有损耗均匀传输线§2.1传输线方程及其解传输线有多种，如平行双线、同轴线、微带线、金属波导管及其光导纤维等。下图为一些典型传输线的基本结构：一些典型传输线的实物图万向旋转关节斜极化波导同轴转换波导魔T3通道波导同轴转换E面弯波导H面弯波导八毫米万向关节圆波导-同轴转换器波导－（端接）同轴转换器波导－（端接）同轴转换器波导大功率定向耦合器波导大功率功分器波导隔离

3、器波导固定（衬垫）衰减器波导隔离器波导功分器传送低频、直流或总而言之传送电力的传输线与传送载有信号的线路的差别：1)前者一般是传送单一低频（或直流），注重其功率容量及其传输损耗。2)而用来传输信号的传输线要求适应很高的频率且有频带宽度要求，线上不同位置处电流的相位差非常明显。1、传输线的分布参量方程长线几何长度与工作波长可相比拟的传输线，需用分布参数电路描述短线几何长度与工作波长相比可以忽略的传输线，需用集总参数电路描述均匀传输线传输线导体上存在的损耗电阻、电感，导体间的电容和漏电导沿线均匀分布例：在工频电路中，传输线传输50Hz（

4、波长6000km）的正弦电波；在微波电路中，传输线传输5000MHz（波长6cm）的正弦信号。解：双线传输线每毫米长的分布电感每毫米长的分布电容时传输线每毫米长引入的串联电感和并联电纳分别为：时2、传输线的等效电路线元的等效电路有耗线的等效电路无耗线的等效电路3、传输线方程应用基尔霍夫定律（Kirchhoff’slaw）,得到：注:该坐标系是以信号源为坐标原点的.均匀传输线方程电报方程正弦时变条件下传输线方程的解设信号源的角频率为，线上的电流、电压皆为正弦时变规律则：通解由传输线的始端和终端电压、电流值，即边界值确定。时谐传输线方程

5、传输线单位长度串联阻抗传输线单位长并联导纳由传输线的端接条件（即：边界条件）确定。端接条件有三种：终端条件、始端条件、信号源和负载条件又传播常数波阻抗（1）终端条件（终端的电压和电流已知）双曲函数形式（2）始端条件（始端的电压和电流已知）（3）信号源和负载条件解（已知信号源电动势、内阻抗和负载阻抗）传输线上单向导行波的电压与电流之比。其导数称特性导纳用表示。4、传输线的特性参数1）特性阻抗对于均匀无耗传输线均匀无耗传输线的特性阻抗为实数，与频率无关。特性阻抗通常是个复数，与工作频率有关。当损耗很小时，即损耗很小的传输线的特性阻抗近似

6、为实数。2）传播常数描述传输线上导行波沿导波系统传播过程中衰减和相移的参数。对于无耗传输线，对损耗很小的传输线3）传输线上的相速与波长相速：电压、电流入射波（或反射波）等相位面沿传输线方向的传播速度。无色散特性：与成线性关系，故导行波的相速与频率无关。传输线上的波长与自由空间的波长之间的关系：色散特性：当传输线有损耗时，不再与成线性关系，使相速与频率有关。1）传输线上任一位置处的输入阻抗当传输线终端接有负载ZL时，线上任一位置处的电压U(z)与电流I(z)之比，定义为传输线的输入阻抗，记做Zin(d)。5、传输线的工作参数对于均匀

7、无耗传输线，线上各点电压U(z)、电流I(z)与终端电压Ul、终端电流Il的关系如下对于均匀无损耗传输线：结论：均匀无耗传输线上任意一点的输入阻抗与观察点的位置、传输线的特性阻抗、终端负载阻抗及工作频率有关，且一般为复数，故不宜直接测量。对于有损耗的均匀传输线：例2-1均匀无损耗传输线的波阻抗，终端接50Ω纯阻负载，求距负载端、位置处的输入阻抗。若信号源频率分别为50MHz,100MHz，计算输入阻抗点的具体位置。解：运用无耗传输线的输入阻抗计算公式：当时，，则：当时，，则：当信号源频率时，传输线上的波长为：则在传输线上距负载端1.

8、5m处，；则在传输线上距负载端3m处，。当信号源频率时，传输线上的波长为：则在传输线上距负载端0.75m处，；则在传输线上距负载端1.5m处，。四分之一波长线的阻抗变换性二分之一波长线的阻抗重复性定义：终端接有负载的传输线上任意位置处