第十四章 均匀传输线.ppt

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1、第十四章均匀传输线重点1.均匀传输线的方程2.均匀传输线的正弦稳态解3.行波、入射波和反射波的概念4.均匀传输线的原参数和副参数、特性阻抗和传播常数的概念14.1分布参数模型1.分布参数的概念集总参数电路集总参数元件被假设集中由一种电磁现象所表征电阻元件：集中表征了某一实际部件或某一实际电路中的能量消耗电感元件：集中地反映了磁场的物理现象电容元件：集中地反映了电场的物理现象条件特征仅为时间t的函数，即分布参数电路使用集总参数模型来分析：全线的电压（电流）处于同一变化状态使用分布参数模型来分析：沿线的电压（电流）就有明显的波动，各处的电压（电流）值都不相同可以看出：①电流

2、：在导线外产生磁场B；②电压：产生导线间电场E；③电压：电场—磁场沿线分布；条件特征为时间t和距离x的函数，即分布参数模型14.2均匀传输线及其方程1.传输线的分布参数模型典型的传输线由在均匀媒介中放置的两根平行直线导体构成通常的形式两线架空线同轴电缆二芯电缆一线一地传输线分布参数模型2.均匀传输线及其原参数传输线的原参数：两根导线每单位长度具有的电阻。其单位为：两根导线每单位长度具有的电感。其单位为：每单位长度导线之间的电容。其单位为：每单位长度导线之间的电导。其单位为单位长度的传输线所具有的参数均匀传输线沿线原参数处处相等的传输线始端：传输线和电源连接的一端终端：传

3、输线和负载连接的一端来线：指电流的参考方向是从始端指向终端的传输线回线：指电流的参考方向是从终端指向始端的传输线均匀传输线的电路模型设来线和回线的长度都为l，从始端到所研究的元段的距离为x。使用分布参数模型时，该传输线就可以看成是由无限个长度为dx（即长度无限小）的元段组成，每一元段中都具有电阻R0dx，电感L0dx，电容C0dx，电导G0dx。3.均匀传输线上的电压（电流）的表示使用分布参数模型来研究均匀传输线时，此时两根导线之间的电压不仅和时间t有关，而且即使是在同一时刻，不同位置处的电压也是不同的，所以其电压还和距离x有关。若要用一个表达式表示出整条传输线上的电压

4、，则该表达式应为时间t和距离x的二元函数，即u(x,t)。相应的，电流也应表示为i(x,t)。4.均匀传输线方程设距始端x处（dx左端）的电压和电流分别为u，i，则dx右端的电压和电流应为对节点b列KCL方程有对回路abcd列KVL方程有略去二阶无穷小量并消掉dx后,得方程均匀传输线方程③由边界条件（即始端和终端的情况）和初始条件（即时间起始时的条件），可求出方程的解。结论①u,i都是x和t的函数，即u=u(x,t)，i=i(x,t)。②电路方程为偏微分方程。14.3均匀传输线方程的正弦稳态解1.传输线上的电压（电流）相量对集总参数电路，激励源为正弦信号时，电路中的任一

5、电压和电流为与激励源同频率的正弦量。对本章中的分布参数电路，当传输线的始端接正弦电源时，虽然传输线上的电压、电流和距离x有关，但仍为与激励源同频率的正弦时间函数，这一点和集总参数电路是相同的。故可用相量法分析分布参数电路的正弦稳态。相量方程对x再求一次导数代入,解的形式系数A1,A2;B1,B2的确定（1）根据始端条件确定（2）根据终端条件确定距终端的距离2.传输线上的电压（电流）的时域表达式3.均匀传输线中的行波以速度从始端向终端传播的衰减的正弦波以速度从终端向始端传播的衰减的正弦波电压的正向行波或入射波电压的反向行波或反射波传输线上的电压u可看作由这两个传播方向相反

6、的衰减正弦波叠加而成。注意，此时u+，u－和u这三者的参考方向是相同的。同理可得：以速度从始端向终端传播的衰减的正弦波以速度从终端向始端传播的衰减的正弦波传输线上的电压i可看作由这两个传播方向相反的衰减正弦波叠加而成。注意，此时i+和i的参考方向是相同，i－和i的参考方向是相反。例设一均匀传输线的若已知终端处的电压为，电流为求：（1）传输线上的电压、电流相量（2）传输线上电压、电流的时域表达式解4.反射系数及匹配的概念终端处的反射系数该处反射波与入射波电压相量或电流相量之比，即结论，传输线中只有入射波，没有反射波①终端阻抗和传输线阻抗相匹配②当传输线的终端开路或短路时，

7、终端处产生了全反射14.4均匀传输线的原参数和副参数1.研究的问题均匀传输线的原参数：均匀传输线的副参数：研究当原参数和激励源的角频率ω，发生变化时副参数的变化情况；副参数的变化对传输线上的电压和电流的影响。2.均匀传输线的传播常数γ①γ和原参数及ω的关系②α和β的频率特性1)当ω很高时，α近似为一常数；2)β为ω的增函数，当ω很高时，β随ω近似成正比增加，此时③γ的变化对传输线上电压和电流的影响因子的衰减速度决定了电压（电流）行波衰减的因子的衰减速度又取决于γ的实部α。快慢程度，而的行波衰减程度就越快，即是说在相同的传播距离内，消耗在传