二.传输线分析.ppt

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1、射频电路设计第二章传输线分析1当波长可与分立的电路元件的几何尺寸相比拟时，电压和电流不再保持空间不变。必须把它们看做是传输的波。基尔霍夫电流定律和电压定律没有考虑这些空间的变化。本章的目的是概述集总电路向分布电路表示法过渡的物理前提。给出分布电路理论的基本概念。22.1传输线理论的实质相速度3根据经验，当分立的电路元件平均尺寸l大于波长的1/10时，应该用传输线理论。例如：1.5cm长的导线我们能估算出频率为：42.2传输线举例2.2.1双线传输线双线传输线是一个能将高频电能从一点传送到另一点的例子。遗憾的是。这或许是最不适用的传输高频电压和电流波的方法

2、。缺点：由导体发射的电和磁力线延伸到无限远，并影响附近的电子设备。此外，由于导线对的作用象一个大天线，辐射损耗很高，所以双线是有限制地应用在射频领域。应用：民用电视设备到接收天线的连接线562.2.2同轴线传输线更通用的例子是同轴线。当频率高到10GHz时，几乎所有的射频系统或测试设备的外接线都是同轴线。72.2.3微带线8多数电子系统通常都是采用平面印刷版（PCB）作为基本介质实现的。载流导带下面的接地板可帮助阻挡额外的场泄露，降低辐射损耗。用PCB可简化板上的无源和有源器件的连接和降低生产成本。另外，PCB可以通过简单地改变元件的位置和人工调节可调谐

3、电容和电感进行电路的调整。910单层PCB的缺点之一是它有较高的辐射损耗和邻近导带之间容易出现串扰。场泄露的严重程度与相对介电常数有关。11为了达到元件高密度布局，采用高介电常数的基片，它可将场的泄露和交叉耦合降至最小。降低辐射损耗和干扰的另一种方法是采用多层技术，实现均衡的电路板设计，此处微带线被“夹”在两接地板之间。也称为“带状线”。1213微带结构主要用作低阻抗传输线，高功率传输线应用的是平行板线。在平行板线中，电流和电压被抑制在被电介质分开的两个平面上。这种结构和对应的场分布如图：为了适应各种特殊目的的应用需要有多种传输线结构。142.2.4三种

4、类型的传输线参量152.3一般的传输线方程2.3.1行进的电压波和电流波其中K为复传播常数162.3.2阻抗的一般定义2.3.2无耗传输线模型——平行板传输线特性阻抗172.4微带传输线微带线特性阻抗的计算公式182.4信号源端接负载的无耗传输线192.4.1端接负载无耗传输线的输入阻抗阻抗随着与负载的距离增加而周期性变化。阻抗匹配例题202.4.2电压反射系数其值在-1和+1之间，开路线反射系数为1，短路线反射系数为-1，匹配时，不产生反射，反射系数为0.传输系数：212.4.3驻波比（SWR）222.4.4传输线的功率考虑平均功率的定义：2324源和

5、负载均与传输线特性阻抗相匹配，输入功率式可简化为在完全匹配的条件下由源产生的功率是源输出的最大可用功率。失配时将有一部分功率反射。252.4.5输入阻抗匹配最佳功率传输需要传输线和源阻抗共轭复数匹配：262.4.6回波损耗和插入损耗实际的电路总是在源功率和输送到传输线的功率之间存在一定程度的失配，即反射系数不为0。该失配通常定义为回波损耗（RL），它是反射功率与输入功率，表示为回波损耗可用网络分析仪测量。27反射功率除了引起回波损耗外，还会引起插入损耗（IL），插入损耗定义为：传输功率与输入功率的比值。28