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1、1.1均匀传输线方程及其解1.2传输线阻抗与状态参量1.3无耗传输线的状态分析1.4传输线的传输功率、效率与损耗1.5阻抗匹配1.6史密斯圆图及其应用1.7同轴线的特性阻抗习题第1章均匀传输线理论微波传输线是用以传输微波信息和能量的各种形式的传输系统的总称。其作用是约束或引导电磁波沿一定方向传输,因此又称为导波系统,其所导引的电磁波被称为导行波。一般将截面尺寸、形状、媒质分布、材料及边界条件均不变的导波系统称为规则导波系统,又称为均匀传输线。传输线电路：导线e.g.50Hz交流电电线导行波传播的方向称为纵向,垂直于导波传播的方向称为横向。无纵向电磁场分量的电磁波称为横电磁波，即TE
2、M波，TEM波只能够存在于双导体或多导体中。另外,传输线本身的不连续性可以构成各种形式的微波无源元器件,这些元器件和均匀传输线、有源元器件及天线一起构成微波系统。1、双导体传输线（TEM波传输线）：它由两根或两根以上平行导体构成,因其传输的电磁波是横电磁波（TEM波）或准TEM波,故又称为TEM波传输线。主要包括平行双线、同轴线、带状线和微带线等。一、传输线的种类微波传输线：双导体传输线TEM波传输线特点：微波传输线：双导体传输线优点：带宽宽、体积小缺点：在高频端能量损耗大原因：此类传输线限制电磁波的能量在金属之间的空间传播，开放或半开放，损耗主要是空间辐射损耗。2、封闭金属波导（
3、TE波和TM波传输线）：TE波（横电波）:凡是磁场矢量既有横向分量又有纵向分量，而电场矢量只有横向分量的波称为磁波或横电波，通常表示为H波或TE波。TM波（横磁波）:凡其电场矢量除有横向分量外还有纵向分量，而磁场矢量只有横向分量的波称为电波或横磁波，通常表示为E波或TM波。2、封闭金属波导（TE波和TM波传输线）：均匀填充介质的金属波导管,因电磁波在管内传播,故称为波导。完全限制电磁波在金属管内传播。主要包括矩形波导、圆波导、脊形波导和椭圆波导等。微波传输线：波导微波传输线：波导TE波和TM波传输线特点：优点：功率容量大、损耗小、无辐射损耗缺点：带宽窄、体积大应用：主要用于雷达发射
4、机3、介质传输线（表面波波导）：介质传输线,因电磁波沿传输线表面传播,故称为表面波波导。约束电磁波在波导结构的周围沿轴向传播。主要包括介质波导、镜像线和单根表面波传输线等。微波传输线：介质传输线微波传输线：波导介质传输线特点：功率容量大但损耗也大；体积小，便于集成；应用：主要用于微波的高端，如在毫米波和亚毫米波段中使用；通常用于构成微波器件，如表面波滤波器等。4、微波传输线共同特征均有一轴线，系统结构沿轴线均匀电磁能量沿轴线传输电磁能量被束缚于系统内部及周围5、常用微波传输线本课主要研究前两种传输线，即双导体传输线和封闭金属波导。对传输线的要求：工作带宽宽、体积小、功率容量大、损耗
5、小。但以上要求往往不能同时满足，只可根据要求选取。e.g.航空等微波集成电路要求体积小、集成度高——可选微带线。常用微波传输线：平行双线、波导（矩形波导、圆波导）、同轴线、带状线和微带线。二、分布参数及分布参数电路1、传输线的电长度：传输线的几何长度l与其上工作电磁波波长l的比值（l/l）。l/l≥0.05l/l<0.05当线的长度与波长可以比拟当线的长度远小于线上电磁波的波长长线Longline短线Shortlinee.g.f=50Hz的民用交流电，l=1000mf=50Hz短线短线长线分布参数电路集总参数电路长线、短线属于不同的电路形式：分布参数所引起的效应可忽略不计。所以采用
6、集总参数电路进行研究。当线上传输高频电磁波时，传输线上的导体上的损耗电阻、电感、导体之间的电导和电容会对传输信号产生影响，这些影响不能忽略。④分布电容效应：导线间有电压，导线间有高频电场；C0为传输线上单位长度的分布电容。2、高频信号通过传输线时将产生分布参数效应：①分布电阻效应:电流流过导线将使导线发热产生电阻；R0为传输线上单位长度的分布电阻。②分布电导效应：导线间绝缘不完善而存在漏电流；G0为传输线上单位长度的分布电导。③分布电感效应：导线中有电流，周围有高频磁场；L0为传输线上单位长度的分布电感。不均匀传输线均匀传输线沿线的分布参数R0，G0，L0，C0与距离无关的传输线沿
7、线的分布参数R0，G0，L0，C0与距离有关的传输线3、均匀传输线均匀传输线单位长度上的分布电阻为R0、分布电导为G0、分布电容为C0、分布电感为L0,其值与传输线的形状、尺寸、导线的材料、及所填充的介质的参数有关。如传输线上无损耗，则为无耗传输线。即R=0,G=0。有耗线无耗线对均匀传输线的分析方法通常有两种:一种是场分析法,即从麦克斯韦尔方程出发,求出满足边界条件的波动解,得出传输线上电场和磁场的表达式,进而分析传输特性;第二种是等效电路法,即从传输线方程出发,求
