第18章均勻傳輸線(編輯修改稿)
2025-08-16 07:54 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 62 4 ????? ???? ? xteu x? ? 314c o s542362 4 ????? ???? ? xteu x? ? 314c o s6 5 4 8 62)t5 0 k m( 0???? tu ，? ? 314c o s545022)t50km( 0???? tu ，??????? IUIUZ ????? C ? ? 314c o s1 6 3 . 7 12)t50km( 0???? ? ti ，? ? A10 314c o )t50km( 0???? ti ，下 頁 上 頁 返 回 均勻傳輸線的原參數(shù)和副參數(shù) 均勻傳輸線的傳播特性由傳輸線的參數(shù)決定。傳輸線的參數(shù)分原參數(shù)和副參數(shù)。 0000 C L G R 傳輸線的原參數(shù)是指單位長度的電阻、電導(dǎo)、電容和電感。它們由傳輸線的幾何尺寸、相互位置及周圍媒質(zhì)的物理特性決定，組成傳輸線等效分布參數(shù)電路的基本量，可以用電磁場的方法求得。 下 頁 上 頁 返 回 CZ? 傳輸線的副參數(shù)有傳播常數(shù)和特性阻抗。它們由 原參數(shù)決定。 ① 傳播常數(shù) )j)(j(j 0000 GCRL ????? ?????? ?)())((21 0 0 002 2 0 2 2 0 2 0 2 2 0 GRCLCGLR ????? ????? ?)())((21 0 0 002 2 0 2 2 0 2 0 2 2 0 GRCLCGLR ????? ????下 頁 上 頁 返 回 結(jié)論 a) ? 和 ? 是傳輸線分布參數(shù)和頻率的復(fù)雜函數(shù)。因此，當(dāng)非正弦信號在這樣的傳輸線上傳播時，必然引起訊號振幅的畸變和相位的畸變 (或失真 )。 b) 當(dāng)傳輸線損耗很小 0000 C G ,L R ?? ????????????00000021CLGLCR?00 CL ?? ?001CL v ???? 非正弦信號在低損耗傳輸線上傳播時．畸變程度很小。 下 頁 上 頁 返 回 ① 特性阻抗為復(fù)數(shù)， 說明電壓與電流不同相； ② 特性阻抗 Ωjj0000C CGLRIUIUZ????????????????042022020220 ??? jeCGLR??? ?/4??0??/4。 對于低損耗傳輸線 0000 C G ,L R ?? ????ΩC 00CLZ ?結(jié)論 ② 低損耗線的特性阻抗是實(shí)數(shù)，在微波范圍內(nèi)使用的傳輸線屬于低損耗傳輸線。 下 頁 上 頁 返 回 例 計(jì)算工作于 ZC 、 ?、 ? 和 ?，以及傳播速度。已知原參數(shù)為： R0=?/m，L0=?H/m， G0=0， C0=22pF/m。 傳輸線 單位長度的串聯(lián)阻抗為 解 Ω 0000 ???? ωLRZ傳輸線 單位長度的并聯(lián)導(dǎo)納為 S / m 5000 ????? ωCGY特性 阻抗 Ω 005000C ?????????YZZ下 頁 上 頁 返 回 ??? ))((3305000?????????????.YZ傳播常數(shù) m / s 836??? ???? ????ν波速 310646 ??? .?m/r a 3????衰減常數(shù) 相位常數(shù) 下 頁 上 頁 返 回 3. 無畸變傳輸線 ① 采用無損耗或低損耗傳輸線 兩種方法： 當(dāng)傳輸線的衰減常數(shù) ?不是頻率的函數(shù)，相位常數(shù) ?與 ?成正比時，傳輸?shù)?信號不會發(fā)生畸變。 K jj ????? ????????????00000021CLGLCR?00 CL?? ?下 頁 上 頁 返 回 001CLv ? 無損耗線一定是無畸變線， 無畸變線不一定是無損耗線。 此時 0000C GRCLZ ??注意 ② 采用滿足無畸變條件的傳輸線 ? ?? ???????????????????????0000000000j1j1 jjGCRLGRCGLR?????令 0000GRCL ? 無畸變條件 下 頁 上 頁 返 回 0000001 CLvCLGR??? ??? ，0000C GRCLZ ??此時 例 ZC=50?的無畸變線， ? =?103Np/m，C0=100pF/m，求： 1） R0、 G0、 L0； 2） 波速 ；3） 電壓傳輸至 1km處及 5km處電壓振幅降低的百分率。 解 1） 無畸變線滿足 0000GRCL ? 00 GR??0000C GRCLZ ??下 頁 上 頁 返 回 代入電容值，聯(lián)立求解得： m/Ω 300 ????? ?ZR ?m/H 62102022 ?? ????? ZCLm/S 622000000??????ZRLCRG2） 波在無畸變傳輸線傳送的速度 m / s 10211 810600?????????CL???下 頁 上 頁 返 回 lexUxU 12)()( ??? 相距 1km處 % 1 )( )( 12 ???? ?? eexUxU ?相距 5km處 %32022320)( )( 755500012 ..eexUxU .α ???? ??3） 沿傳輸線間隔 l 距離的兩電壓振幅的比值為： 下 頁 上 頁 返 回 無損耗傳輸線 構(gòu)成傳輸線的導(dǎo)體是理想導(dǎo)體 R0=0， 線間的介質(zhì)是理想介質(zhì) G0=0 ，這種傳輸線稱為無損耗傳輸線。低損耗線可以近似看作無損耗線。 1. 無損耗傳輸線的方程及其解 00 ?????? tiLxu00 ?????? tuCxi220022tuCLxu?????220022tiCLxi?????下 頁 上 頁 返 回 在正弦穩(wěn)態(tài)時： ??????????????IICLxIUUCLxU?????? dd dd200222200222????00 j LZ ??令：單位長度的電感 00 j CY ??單位長度的電容 0000 jj CLYZ ???? ????000CL?????下 頁 上 頁 返 回 方程的解 xxxxeIeIxIeUeUxU????jjjj)( )( ????????????????瞬時式 )c o s (2)c o s (2)( 21 uu θβxωtUθβxωtUx , tu ?????? ??)c o s (I2)c o s (I2)( 2i1i θβxωtθβxωtx , ti ?????? ??2. 無損耗傳輸線的傳輸參數(shù) 無損耗均勻傳輸線的特性阻抗、傳播常數(shù)、波的相速度和波長由傳輸線分布參數(shù) L0、 C0和頻率決定。 下 頁 上 頁 返 回 ① 傳播常數(shù) ?? j? 00 CLω??與頻率成線性關(guān)系 ② 特性阻抗 Ω00C CLIUIUZ ???????????? 實(shí)數(shù) ③ 相速度 001CLv ????④ 波長 常數(shù) 0012CLfvT ??????下 頁 上 頁 返 回 例 100m長的無損耗同軸傳輸線，總電感與總電容分別為 ?H和 180pF。求 (1) f=100kHz時的 v 與 ? ； (2)傳輸線的特性阻抗； (3) 求傳輸線上的遲延。 解 (1) 傳輸線單位長度的電感與電容為 60 ???? ?L 1 0 0101 8 0 120 ??? ?Cm / s 800???CL?r a d / m 10100π2 383???????????
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