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2021年2021年度传输线模型和分析讲义.ppt


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文档列表 文档介绍
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引言
低频和微波传输的比较
微波传输的最明显特征是使用微波传输线,例如,双导线、同轴线、带状线和微带等。很容易提出一个问题:微波传输线为什么不采用50周市电明线呢?
1. 低频传输线
低频时,只要研究一条线(因为另一条线是作为回路出现的)。电流几乎均匀地分布在导线内。电流和电荷可等效地集中在轴线上。
由分析可知,Poynting矢量集中在导体内部传播,外部极少。事实上,对于低频,只须用I,V和Ohm定律解决即可,无须用电磁理论。
传输线模型和分析
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引言
低频和微波传输的比较
  不论导线怎样弯曲,能流都在导体内部和表面附近,这是因为能量分布与距离的平方成反比。
低频传输线
传输线模型和分析
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例1 计算半径r0=2mm=2×10-3m的铜导线单位长度的直流电阻R0

计及
引言
铜材料
同时考虑欧姆定律
低频和微波传输的比较
传输线模型和分析
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2. 微波传输线
当频率升高出现的第一个问题是导体的集肤效应(Skin Effect)。导体的电流、电荷和场都集中在导体表面。
例2 研究 f=10GHz=1010Hz、l=1m、r0=2mm导线的电阻R
这种情况下,
其中, 的表面电流密度, 是衰线常数。对于良导体,由电磁场理论可知
——称之为集肤深度。
引言
低频和微波传输的比较
传输线模型和分析
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计及在微波波段中, 是一阶小量,对于 及以上量完全可以忽略。则

引言
低频和微波传输的比较
传输线模型和分析
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若和直流时的铜导线参数相同,微波波段的电阻为:
从直流到1010Hz,损耗要增加1500倍。
引言
低频和微波传输的比较
传输线模型和分析
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直线电流均匀分布 微波集肤效应
损耗是传输线的重要指标,如果要将 ,使损耗与直流保持相同,算出
引言
低频和微波传输的比较
传输线模型和分析
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即直径是d= m。这种情况,已不能称为微波传输线,而应称之为微波传输“柱”比较合适,2米高的实心微波传输铜柱约514吨重(),集肤效应带来的第二个直接效果是:柱内部并无能量传输。
简单而实用的微波传输线是双导线,它们与低频传输线有着本质的不同:功率是通过双导线之间的空间传输的。
这时我们更加明确了Guide Line的含义,导线只是起到引导的作用,而实际上传输的是周围空间(Space)(但是,没有Guide Line又不行)。D和d是特征尺寸,对于传输线性质十分重要。
引言
低频和微波传输的比较
双导线
传输线模型和分析
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本章内容
传输线集总元件电路模型
传输线电报方程,行波解
端接负载的无耗传输线
, , ,时间平均功率流
Smith圆图
输入阻抗图到反射系数图的映射
四分之一波长变换器:频率响应
源和负载失配:阻抗匹配和共轭匹配
有耗传输线:低损耗线、无畸变线、
         微扰法、惠勒增量电感定则。
传输线模型和分析
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传输线的集总元件电路模型
传输线方程
在传输线长度内电压和电流的幅值和相位发生变化
R、L:两导体单位长度的串联电阻和串联电感;G、C:单位长度的并联电导和并联电容。
KVL,KCL
传输线方程的时域形式
传输线模型和分析
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  • 时间2021-01-25