微波传输线平行双线与同轴线.完整版PPT资料
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无线电信中作发射机与天线间的馈线，及 小容量通信系统中，干线通信中已被光纤所取代）。
我们主要从如下几个方面来讨论这两类常用的传输线：结构和参数、传输特性、损耗特性、功率容量和用途。 其缺点是比较笨重、高频下批量成本高、 频带较窄等。
有线长途载波通信的传输线（现只存留使 而减小平行双线距离会减小击穿电压降低其功率。
• 本章研究几类重要传输线的传输特性（模 式、相速度、波长、波阻抗以及其它相关 的重要特性）、损耗特性、功率容量以及 具体的工程用途。
• 第二章采用电路方法研究传输线的共性问 题，本章采用电路和场分析结合的方法讨 论每一种传输线的个性问题。
§3.1平行双线和同轴线
一、平行双线Two Wire Parallel Lines 二、同轴线 Coaxial Lines
二 同轴线Coaxtal CabLe
1 结构和参数 同轴线由共轴的内外导体组成，中间空气
第三章微波传输线平行双线与 同轴线
§3.0 引言
一、微波传输线 二、几类微波传输线介绍 三、传输线研究的问题和分析方法
一、微波传输线
• 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，它的作用是 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。
• 本章研究几类微波传输线：平行双线、同 轴线、矩形波导、圆截面波导和光波导。
我们主要从如下几个方面来讨论这两 类常用的传输线：结构和参数、传输特性、 损耗特性、功率容量和用途。对于平行双 线，在频率不是非常高的条件下，用电路 理论分析就足够准确。
d
D
d
D
(a)
(b)
平行双导线与同轴线的外形结构
一 平行双线
1 结构和参数 结构简单，几何参数：双线之间的距离D
和线径d，电参数：双线周围介质可以近似 看成真空。
对于平行双线传输线，线间介质多为 空气或局部优良绝缘支撑物，如果要考虑 传输损耗，则可只计导体损耗而不计介质 损耗。此时平行双线的衰减常数可按下式 估算：
R0 2Z0
4 功率容量
平行双线功率容量和双线的距离有关， 距离越大功率容量，此外还和传输线的工 作状态有关，行波状态的功率容量要大于 驻波状态的。
分布参数
平行双线单位长度的电阻和电感、电导 和电容。
L0
2
ln
2D d
C0 2
ln 2D d
R0
2
d
1 2 1
G0
ln2D d
2 传输特性
沿平行双线传输的是不均匀的TEM波， 传播方向平行双线的方向。
Z0
L0 120ln2D400
C 0
d
600 .m
vp
1 L0C0
1
p
2
vp f
3 损耗特性
• 同轴线：采用封闭结构减少了平行双线可 能出现的辐射损耗；但随着频率的提高， 会出现TE和TM波，为了抑制TE和TM波， 必须减小截面尺寸，会增加内导体的损耗， 降低传输功率。
2 从同轴线到金属波导管
• 金属波导：和同轴线比较，波导管除去内 导体，不仅降低了内导体的损耗而且提高 了传输线的功率容量；
各种微波集成传输线
① 准TEM波传输线, 主要包括微带传输线和共 面波导等(a)-(c);
② 非TEM波传输线, 主要包括槽线、 鳍线等 (d);
③开放式介质波导传输线, 主要包括介质波导、 镜像波导(e-f );
④ 半开放式介质波导, 主要包括H形波导、G 形波导等(g-h)。
三 传输线研究的问题和分析方法
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，它的作用是引导电磁波沿一定方向传输, 因此又称为导波系统,
用于县乡以下小容量通信系统中，干线通 其所导引的电磁波被称为导行波。
同轴线是一种宽频带的传输线，其频率范围可从直流一直到100GHz ，因此广泛应用于通信设备、测量系统、计算机网络及微波元件 之中。
本章研究几类重要传输线的传输特性（模式、相速度、波长、波阻抗以及其它相关的重要特性）、损耗特性、功率容量以及具体的工 程用途。 其缺点是比较笨重、高频下批量成本高、 频带较窄等。 平行双线传输线主要用于中波及短波无线电信中作发射机与天线间的馈线，及有线长途载波通信的传输线（现只存留使用于县乡以下 小容量通信系统中，干线通信中已被光纤所取代）。 ① 准TEM波传输线, 主要包括微带传输线和共面波导等(a)-(c);
Pm
1 2
Um 2 Z 0S
Z0
L0 120 ln 2 D
C0
d
5 用途
通频带：0~4KHz，语音信号
平行双线传输线主要用于中波及短波 一、平行双线Two Wire Parallel Lines
几何参数内外导体直径d和D，电参数：中间填充介质的电参数，它是一种不平衡传输线。 平行双线传输线主要用于中波及短波无线电信中作发射机与天线间的馈线，及有线长途载波通信的传输线（现只存留使用于县乡以下
二、几类微波传输线介绍
• 为什么在微波工程中需要各种各样的传输 线？
• 多种多样的微波传输线是针对不同频段和 提高传输线的性能发展起来的，并投入具 体的工程应用。
平行双线 微带线
同轴线
矩形波导
其它微波集成传输线
1从平行双线到同轴线
• 平行双线：传输的是TEM波，是使用最早 最普遍的一种传输线；当频率提高到其对 应的波长与双线的距离相比拟时，其辐射 损耗显著增加；而减小平行双线距离会减 小击穿电压降低其功率。
• 其缺点是比较笨重、高频下批量成本高、 频带较窄等。
3 微波集成传输线
• 随着航空、航天事业发展的需要, 对微波设 备提出了体积要小、重量要轻、 可靠性要 高、性能要优越、一致性要好、 成本要低 等要求, 这就促成了微波技术与半导体器件 及集成电路的结合, 产生了微波集成电路。
• 对微波集成传输元件的基本要求之一就是 它必须具有平面型结构, 这样可以通过调整 单一平面尺寸来控制其传输特性, 从而实现 微波电路的集成化。
信中已被光纤所取代）。 通频带：0~nGHz，语音信号
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，它的作用是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。
通频带：0~4KHz，语音信号 平行双线功率容量和双线的距离有关，距离越大功率容量，此外还和传输线的工作状态有关，行波状态的功率容量要大于驻波状态的。
我们主要从如下几个方面来讨论这两类常用的传输线：结构和参数、传输特性、损耗特性、功率容量和用途。 其缺点是比较笨重、高频下批量成本高、 频带较窄等。
有线长途载波通信的传输线（现只存留使 而减小平行双线距离会减小击穿电压降低其功率。
• 本章研究几类重要传输线的传输特性（模 式、相速度、波长、波阻抗以及其它相关 的重要特性）、损耗特性、功率容量以及 具体的工程用途。
• 第二章采用电路方法研究传输线的共性问 题，本章采用电路和场分析结合的方法讨 论每一种传输线的个性问题。
§3.1平行双线和同轴线
一、平行双线Two Wire Parallel Lines 二、同轴线 Coaxial Lines
二 同轴线Coaxtal CabLe
1 结构和参数 同轴线由共轴的内外导体组成，中间空气
第三章微波传输线平行双线与 同轴线
§3.0 引言
一、微波传输线 二、几类微波传输线介绍 三、传输线研究的问题和分析方法
一、微波传输线
• 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，它的作用是 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。
• 本章研究几类微波传输线：平行双线、同 轴线、矩形波导、圆截面波导和光波导。
我们主要从如下几个方面来讨论这两 类常用的传输线：结构和参数、传输特性、 损耗特性、功率容量和用途。对于平行双 线，在频率不是非常高的条件下，用电路 理论分析就足够准确。
d
D
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D
(a)
(b)
平行双导线与同轴线的外形结构
一 平行双线
1 结构和参数 结构简单，几何参数：双线之间的距离D
和线径d，电参数：双线周围介质可以近似 看成真空。
对于平行双线传输线，线间介质多为 空气或局部优良绝缘支撑物，如果要考虑 传输损耗，则可只计导体损耗而不计介质 损耗。此时平行双线的衰减常数可按下式 估算：
R0 2Z0
4 功率容量
平行双线功率容量和双线的距离有关， 距离越大功率容量，此外还和传输线的工 作状态有关，行波状态的功率容量要大于 驻波状态的。
分布参数
平行双线单位长度的电阻和电感、电导 和电容。
L0
2
ln
2D d
C0 2
ln 2D d
R0
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1 2 1
G0
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2 传输特性
沿平行双线传输的是不均匀的TEM波， 传播方向平行双线的方向。
Z0
L0 120ln2D400
C 0
d
600 .m
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1 L0C0
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3 损耗特性
• 同轴线：采用封闭结构减少了平行双线可 能出现的辐射损耗；但随着频率的提高， 会出现TE和TM波，为了抑制TE和TM波， 必须减小截面尺寸，会增加内导体的损耗， 降低传输功率。
2 从同轴线到金属波导管
• 金属波导：和同轴线比较，波导管除去内 导体，不仅降低了内导体的损耗而且提高 了传输线的功率容量；
各种微波集成传输线
① 准TEM波传输线, 主要包括微带传输线和共 面波导等(a)-(c);
② 非TEM波传输线, 主要包括槽线、 鳍线等 (d);
③开放式介质波导传输线, 主要包括介质波导、 镜像波导(e-f );
④ 半开放式介质波导, 主要包括H形波导、G 形波导等(g-h)。
三 传输线研究的问题和分析方法
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，它的作用是引导电磁波沿一定方向传输, 因此又称为导波系统,
用于县乡以下小容量通信系统中，干线通 其所导引的电磁波被称为导行波。
同轴线是一种宽频带的传输线，其频率范围可从直流一直到100GHz ，因此广泛应用于通信设备、测量系统、计算机网络及微波元件 之中。
本章研究几类重要传输线的传输特性（模式、相速度、波长、波阻抗以及其它相关的重要特性）、损耗特性、功率容量以及具体的工 程用途。 其缺点是比较笨重、高频下批量成本高、 频带较窄等。 平行双线传输线主要用于中波及短波无线电信中作发射机与天线间的馈线，及有线长途载波通信的传输线（现只存留使用于县乡以下 小容量通信系统中，干线通信中已被光纤所取代）。 ① 准TEM波传输线, 主要包括微带传输线和共面波导等(a)-(c);
Pm
1 2
Um 2 Z 0S
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L0 120 ln 2 D
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5 用途
通频带：0~4KHz，语音信号
平行双线传输线主要用于中波及短波 一、平行双线Two Wire Parallel Lines
几何参数内外导体直径d和D，电参数：中间填充介质的电参数，它是一种不平衡传输线。 平行双线传输线主要用于中波及短波无线电信中作发射机与天线间的馈线，及有线长途载波通信的传输线（现只存留使用于县乡以下
二、几类微波传输线介绍
• 为什么在微波工程中需要各种各样的传输 线？
• 多种多样的微波传输线是针对不同频段和 提高传输线的性能发展起来的，并投入具 体的工程应用。
平行双线 微带线
同轴线
矩形波导
其它微波集成传输线
1从平行双线到同轴线
• 平行双线：传输的是TEM波，是使用最早 最普遍的一种传输线；当频率提高到其对 应的波长与双线的距离相比拟时，其辐射 损耗显著增加；而减小平行双线距离会减 小击穿电压降低其功率。
• 其缺点是比较笨重、高频下批量成本高、 频带较窄等。
3 微波集成传输线
• 随着航空、航天事业发展的需要, 对微波设 备提出了体积要小、重量要轻、 可靠性要 高、性能要优越、一致性要好、 成本要低 等要求, 这就促成了微波技术与半导体器件 及集成电路的结合, 产生了微波集成电路。
• 对微波集成传输元件的基本要求之一就是 它必须具有平面型结构, 这样可以通过调整 单一平面尺寸来控制其传输特性, 从而实现 微波电路的集成化。
信中已被光纤所取代）。 通频带：0~nGHz，语音信号
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，它的作用是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。
通频带：0~4KHz，语音信号 平行双线功率容量和双线的距离有关，距离越大功率容量，此外还和传输线的工作状态有关，行波状态的功率容量要大于驻波状态的。