微波技术及天线ch1.pdfVIP

第一章 传输线的基本理论 主要内容 均匀无耗传输线方程及解 接不同负载的均匀无耗线的电压波和电流波 Smith阻抗园图和导纳园图 阻抗匹配 1 §1.1 引言 一、传输线及其分类 广义地讲，凡是能够导引电磁波沿一定方向传输的导体、介质或 由它们共同组成的导波系统，都可以称为传输线 传输线是微波技术中最重要的基本元件之一，因为它不仅可以把 电磁波的能量从一处传输到另一处，而且还可用它作为基本组成部 分来构成各种用途的微波元(器)件 常用的有：平行双线、矩形波导、圆波导、同轴线、带状线和微 带线等。 2 具体传输线的种类可按不同的标准分类。按传输线 所导引的电磁波的波型(亦称模、场结构或场分布) 来划分，则可分为三种类型： （1）TEM波 (双导体传输系统) (2)TE、TM波 (单导体传输系统) (3)表面波 混合波型，某种 情况下也可传播 TE或TM波 3 对传输线的基本要求： 工作频带宽(或满足一定的要求) 功率容量大(或满足一定的要求) 工作稳定性好 损耗小 尺寸小和成本低等 4 二、传输线理论主要内容 研究所传输波型的电磁波在传输线横截面内电场和磁场的分 布规律(亦称场结构、模、波型)，称为横向问题 研究电磁波沿传输线轴向的传播特性和场的分布规律，称为 纵向问题。 由初始条件和边 场 界条件求波动方 纵向问题 程 研究方法 利用分布参数电 路 路理论分析电压 波和电流波 5 三、关于长线理论 • 当传输线的长度l λ 、或者可与波长λ相比拟时，为“长线” ，反之为短线 • 它是一个相对的概念，而不是指传输线几何尺寸的绝对大小。 • 微波技术中，所讨论的传输线都属于长线范畴，传输线本身的电容、电感以 及电阻和电导均不可忽略，且呈分布状态 6 §1.2 均匀无耗传输线上的行波 按传输线上的分布参数是否均匀分布，可将其分为均匀传输线(R≤ωL和 G≤ωC)和不均匀传输线。 思路：把均匀传输线分割成许多小的微元段dz (dzλ) ，而每个微元段可 看作集中参数电路，用一个Γ型网络来等效。于是整个传输线可等效成 无穷多个Γ型网络的级联 一、传输线方程 任选其中的一小段建立电压和电流的基本方 程(微分方程)，dz小段的分布电感和分布电 容分别为Ldz和Cdz 7 ( )