传输线特性阻抗(精)
均匀无耗传输线的特性阻抗5Z=Ω负载电流2IjA=-负载
1、均匀无耗传输线的特性阻抗050Z =Ω，负载电流2L I jA =-，负载阻抗50L Z j =-Ω。
试求：(1)把传输线上的电压()U z 、电流()I z 写成入射波与反射波之和的形式；(2)利用欧拉公式改写成正余弦的形式。
2、一无耗线终端阻抗等于特性阻抗，如图所示，已知5020B U =∠,求A U 和C U ，并写出'AA ，'BB ，'CC 处的电压瞬时式。
Z3、有一长度为d 的无耗线，负载短路时测得输入阻抗为()scin Z d ，负载开路时测得输入阻抗为()oc in Z d ，接某负载L Z 时测得输入阻抗为()in Z d ，证明()()()()()scocin in L in ocin in Z d Z d Z Z d Z d Z d -=- 假定()100scin Z d j Ω=，()25oc inZ d j Ω=-，()7530in Z d Ω=∠︒，求L Z 。
4、试证明长度为/2λ的两端短路的无耗线，不论信号从线上哪一点馈入，均对信号频率呈现并联谐振。
5、求下图中无损传输线输入端（AA ）的阻抗和反射系数。
4λAA2R EEAA2R DD（a ）（b ）6、在长度为d 的无耗线上，测得()50scin Z d j =Ω，()50oc inZ d j =-Ω，接实际负载时，S =2，min 0,2,,......d λλ=，求负载L Z 。
7、传输线的特性阻抗为Z 0，行波系数为K ，终端负载为Z L ，第一个电压节点距终端的距离为Z min ，试求Z L 的表达式。
8、有长度为34λ和特性阻抗为600Ω的传输线，若负载阻抗为300Ω，输入端电压为600V ，试画出沿线的电压、电流振幅分布图，并求出它们的最大值和最小值。
9、试证明：若负载L L L Z R jX =+与反射系数L j L L e ϕΓ=Γ有以下关系：20112cos L LL L LR Z ϕ-Γ=-Γ+Γ 202sin 12cos L L L L L L X Z ϕϕΓ=-Γ+Γ10、试证明：在任意负载下，有下列关系：（1）()4z z λ⎛⎫Γ=-Γ± ⎪⎝⎭ （2）()204in in Z z Z z Z λ⎛⎫⋅±= ⎪⎝⎭11、传输线的总长为5λ/8，终端开路，信号源内阻等于特性阻抗。
射频电路第3次课-1.7传输线及特性阻抗
波导传输射频信号的优点是功率容量大、损耗低，特 别适合波长在10cm以上的波段。它的缺点是体积大 重量大。 同轴电缆适合传输信号功率不大，对传输线损耗要求 不高的场合。 平行线是两条材质和直径相同，在绝缘介质的支撑下 相互平行的导线。它的特点是结构简单、成本低廉， 早期无线电视经常用它作为天线的馈线。 近年来，随着航天科技、移动通信和以RFID为基础 的物联网的发展，对射频元器件的小型化、轻量化、 宽频带、易集成等提出了更高的要求。因此又发展了 PCB微带线和带状线。 几种传输线的横截面结构
需要注意的是，特性阻抗是在行波传输时 测得的，仅对射频信号有意义，它反映传 输线对射频信号的传输特性。它不是传输 线的直流电阻。 如果传输射频信号的传输线的特性阻抗不 一致，在某处发生了变化，射频信号就会 在阻抗变化处产生反射。 从分布参数理论来看，传输线是一个分布 参数系统。传输线的分布参数通常用单位 长度上的电感L、电容C、电阻R和电导G 来表示。
•
•
•
• • • • •
•
RG-8/U 或 RG-8/ AU 50Ω 大直径 RG-58/U 或 RG-58/AU 50Ω 小直径 RG-174/U 或 RG-174/AU 50Ω 微直径 RG-11/U 或 RG-11/AU 75Ω 大直径 RG-59/U 或 RG-59/AU 75Ω 大直径 大直径同轴电缆较之小直径同轴电缆的信号损失要 稍微小些。当传输距离很长时可以考虑使用大直径 同轴电缆。一般短距离传输选择小直径(RG-58/U或 RG-59/U)同轴电缆,例如，作为接收天线馈线, 因为 它们更容易敷设。 微直径的RG-174主要作为器件之间的连接(例如接收 器和预选器之间),在平衡变压器、共轴转换器和仪 器上应用,有时也用在接收天线上。
什么是特性阻抗？影响特性阻抗的因素有哪些？
什么是特性阻抗？影响特性阻抗的因素有哪些？
阻抗为区别直流电(DC)的电阻，把交流电所遇到的阻力称为阻抗(Z0)，包括电阻(R)、感抗(XC)和容抗(XL)。
1特性阻抗
又称“特征阻抗”。
在高频范围内，信号传输过程中，信号沿到达的地方，信号线和参考平面间由于电场的建立，会产生一个瞬间电流I，而如果信号的输出电平为V，在信号传输过程中，传输线就会等效成一个电阻，大小为
V/I，把这个等效的电阻称为传输线的特性阻抗Z0。
特性阻抗受介电常数、介质厚度、线宽等因素影响。
是指在某一频率下，传输信号线中(也就是我们制作的线路板的铜线)，相对某一参考层(也就是常说的屏蔽层、影射层或参考层)，其高频信号或电磁波在传播过程中所受的阻力称之为特性阻抗，它实际上是电阻抗、电感抗、电容抗等一个矢量总和。
2控制PCB特性阻抗的意义。
传输线阻抗和介电常数
传输线阻抗和介电常数介绍在电子工程领域中，传输线是一种用于将信号从一个地方传输到另一个地方的电路。
传输线的特性阻抗和介电常数是非常重要的参数，它们直接影响着信号的传输质量和速度。
本文将详细介绍传输线阻抗和介电常数的概念、计算方法以及对信号传输的影响。
传输线阻抗传输线阻抗是指在传输线上传输电信号时，信号所感受到的电阻。
它是由传输线的几何形状、导体材料和信号频率等因素决定的。
传输线阻抗可以分为两种类型：特性阻抗和终端阻抗。
特性阻抗特性阻抗是指在传输线上沿着无限长传输线传播的电磁波的阻抗。
它是传输线的固有属性，与传输线长度无关。
特性阻抗通常用Z0表示，单位为欧姆（Ω）。
特性阻抗的计算方法取决于传输线的类型，如同轴电缆、微带线和平行线等。
同轴电缆同轴电缆是一种由内导体、绝缘层、外导体和外护套组成的传输线。
特性阻抗的计算公式为：Z0 = ln(D/d) / (2π√εrμr)其中，D是内导体和外导体之间的距离，d是内导体的直径，εr是绝缘层的相对介电常数，μr是绝缘层的相对磁导率。
微带线微带线是一种在介质板上的导线，上面覆盖着一层绝缘材料。
特性阻抗的计算公式为：Z0 = 87 / √(εr+1.41)其中，εr是介质板的相对介电常数。
平行线平行线是一种由两根平行的导线组成的传输线。
特性阻抗的计算公式为： Z0 =276 log10(4h/w + 1.27w/h)其中，h是两根导线之间的距离，w是导线的宽度。
终端阻抗终端阻抗是指传输线的末端与负载之间的阻抗匹配情况。
为了最大限度地减小信号的反射和干扰，终端阻抗应与传输线的特性阻抗相匹配。
常见的终端阻抗包括50Ω和75Ω。
介电常数介电常数是指介质对电场的响应能力，它衡量了介质中电荷分布的极化程度。
介电常数通常用εr表示，是一个相对值，相对于真空或空气而言。
介电常数的大小决定了电磁波在介质中的传播速度和传输线的特性阻抗。
介电常数可以分为静态介电常数和动态介电常数。
特性阻抗的含义文档
特性阻抗假设一根均匀电缆无限延伸，在发射端的在某一频率下的阻抗称为“特性阻抗”。
测量特性阻抗时，可在电缆的另一端用特性阻抗的等值电阻终接，其测量结果会跟输入信号的频率有关。
特性阻抗的测量单位为欧姆。
在高频段频率不断提高时，特性阻抗会渐近于固定值英文名称：impedance[编辑本段]阻抗定义在具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。
阻抗常用Z表示.,是一个复数,实部称为电阻,虚部称为电抗,其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗,电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗,电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。
阻抗的单位是欧。
在直流电中，物体对电流阻碍的作用叫做电阻，世界上所有的物质都有电阻，只是电阻值的大小差异而已。
电阻很小的物质称作良导体，如金属等；电阻极大的物质称作绝缘体，如木头和塑料等。
还有一种介于两者之间的导体叫做半导体，而超导体则是一种电阻值等于零的物质。
但是在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外，电容及电感也会阻碍电流的流动，这种作用就称之为电抗，意即抵抗电流的作用。
电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗，简称容抗及感抗。
它们的计量单位与电阻一样是欧姆，而其值的大小则和交流电的频率有关系，频率愈高则容抗愈小感抗愈大，频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。
此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题，具有向量上的关系式，因此才会说：阻抗是电阻与电抗在向量上的和。
对于一个具体电路，阻抗不是不变的，而是随着频率变化而变化。
在电阻、电感和电容串联电路中，电路的阻抗一般来说比电阻大。
也就是阻抗减小到最小值。
在电感和电容并联电路中，谐振的时候阻抗增加到最大值，这和串联电路相反。
在音响器材中，扩音机与喇叭的阻抗多设计为8欧姆，因为在这个阻抗值下，机器有最佳的工作状态。
其实喇叭的阻抗是随着频率高低的不同而变动的，喇叭规格中所标示的通常是一个大略的平均值，现在市面上的产品大都是四欧姆、六欧姆或八欧姆。
传输线理论
传输线理论均匀传输线的传播常数γ：γ=()()C G L R j j 0000ωω++=α+j β式中α称为衰减常数，β称为相移常数，R 0 、 G 0 、 L 0 和 C 0分别为分布在传输线上的每米的电阻、电导、电感、电容。
均匀传输线的特性阻抗： Z c =C G L Rj j 0000ωω++ 传输线终端的反射系数：p=Z Z Z ZC L C L+- (Z L 为终端负载阻抗)当Z L =Z C 时，p=0，称为无反射匹配。
此时传输线的输入阻抗以及沿传输线任一点向终端看去的阻抗，都等于传输线的特性阻抗。
特性阻抗为Z C ，负载阻抗为Z L ，长度为ι的传输线的输入阻抗Z i :Z i =Z e e cl l p p γγ2211---+ 或用双曲线函数的形式表示为：Z i =Z Z Z Z Z C L C C Ll sh l ch l sh l ch γγγγ++由以上两式可以看出，对于同一负载Z L ，通过不同参数和不同长度的传输线接信号源，其输入阻抗是不同的。
因此，传输线可以作负载的阻抗变换器。
无损耗传输线R 0 =0 ，G 0=0的传输线称为无损耗传输线。
无损耗传输线的特性阻抗与传播常数： Z c =C L 0（是与频率无关的纯电阻） γ=j C L 00ω（α=0，β=C L 00ω）无损耗传输线上的驻波与驻波比设无损耗传输线终端负载阻抗为 Z L =R L +jX L ,则终端的反射系数为：p=Z Z Z ZC L C L+-=X Z R X Z R LC L L C L j j +++-))((=︳p ︱e j ϕ p 一般为复数。
除开Z L =∞（终端开路），Z L =0（终端短路）及R L =O （负载为纯电抗）外，都有︳p ︱<1，即在传输线终端及沿线各点，反射波的幅度都小于入射波的幅度。
反射波与入射波叠加，电压幅度沿线成为驻定的波浪式分布，这一现象称为线上存在驻波。
传输线的特性阻抗分析
传输线的特性阻抗分析传输线是用于信号传输的电路元件，常见于通信系统、电子设备和电源系统等。
它的主要功能是传输高频信号，并且具有一定的特性阻抗。
特性阻抗是指传输线上单位长度所具有的电阻和电感之比，通常用Ω/米表示。
特性阻抗的分析是研究传输线电学特性的重要方面，下面将从分析传输线的基本结构、传输线上的电路模型以及特性阻抗的计算等方面进行详细介绍。
1.传输线的基本结构：传输线由两个导体（通常为金属）构成，它们之间由绝缘材料（如聚乙烯、聚氯乙烯等）隔开。
传输线可以分为两种类型：平衡传输线（例如双线）和非平衡传输线（例如同轴电缆）。
平衡传输线中的两个导体具有相同的电压和相反的电流，而非平衡传输线中的两个导体之间既有电压差也有电流流过。
2.传输线上的电路模型：为了分析传输线的电学特性，可以将传输线建模为电路模型。
常见的电路模型有两类：长线模型和短线模型。
（1）长线模型：适用于高频信号传输或信号传输距离较长的情况。
长线模型主要包括电感、电容和电阻等参数，并考虑信号的衰减、延迟和反射等效应。
（2）短线模型：适用于低频信号传输或信号传输距离较短的情况。
短线模型主要包括电阻、电感、电容和传输线的长度等参数。
3.特性阻抗的计算：特性阻抗可通过以下公式进行计算：Zc=√(L/C)其中，Zc表示特性阻抗，L表示单位长度的电感，C表示单位长度的电容。
特性阻抗的计算是传输线分析的基础，对传输线上的信号传输和匹配非常重要。
4.特性阻抗的影响因素：特性阻抗与传输线的几何形状、材料选择以及传输线的参数有关。
传输线的几何形状主要包括导体的直径、导体间的距离等。
材料选择主要指导体和绝缘材料的特性，如电导率、介电常数等。
传输线的参数包括电感、电容等。
这些因素都会对特性阻抗产生影响。
总结起来，传输线的特性阻抗分析是研究传输线电学特性的重要方面。
通过分析传输线的基本结构、电路模型以及特性阻抗的计算，我们可以深入了解传输线的工作原理，并根据特性阻抗进行传输线的设计和匹配。
特性阻抗计算
对特性阻抗的一种浅显易懂的解释抽象又复杂的数位高速逻辑原理，与传输线中方波讯号的如何传送，以及如何确保其讯号完整性（Signal Integrity），降低其杂讯（Noise）减少之误动作等专业表达，若能以简单的生活实例加以说明，而非动则搬来一堆数学公式与难懂的物理语言者，则对新手或隔行者之启迪与造福，实有事半功倍举重若轻之受用也。
然而，众多本科专业者，甚至杏坛为师的博士教授们，不知是否尚未真正进入情况不知其所以然？亦或是刻意卖弄所知以慑服受教者则不得而知，或是二者心态兼有之！坊间大量书籍期刊文章，多半也都言不及义缺图少例，确实让人雾里看花，看懂了反倒奇怪呢！笔者近来获得一份有关阻抗控制的简报资料，系电性测试之专业日商HIOKI所提供。
其内容堪称文要图简一看就懂，令人爱不释手。
正是笔者长久以来所追求的境界，大喜之下乃征得原著“问港建”公司的同意，并经由港建公司廖丰莹副总的大力协助，以及原作者山崎浩（Hiroshi Yamazaki）及其上司金井敏彦（Toshihiko Kanai）等解惑下，得以完成此文，在此一并感谢。
并欢迎所有前辈先进们，多多慨赐类似资料嘉惠学子读者，则功在业界善莫大焉。
一 .将讯号的传输看成软管送水浇花1.1 数位系统之多层板讯号线（Signal Line）中，当出现方波讯号的传输时，可将之假想成为软管（hose）送水浇花。
一端于手握处加压使其射出水柱，另一端接在水龙头。
当握管处所施压的力道恰好，而让水柱的射程正确洒落在目标区时，则施与受两者皆欢而顺利完成使命，岂非一种得心应手的小小成就？1.2 然而一旦用力过度水注射程太远，不但腾空越过目标浪费水资源，甚至还可能因强力水压无处宣泄，以致往来源反弹造成软管自龙头上的挣脱!不仅任务失败横生挫折，而且还大捅纰漏满脸豆花呢！1.3反之，当握处之挤压不足以致射程太近者，则照样得不到想要的结果。
过犹不及皆非所欲，唯有恰到好处才能正中下怀皆大欢喜。
第4章习题答案
的吸收功率。
λ 4
A
B
λ 4
C
D
Zg
Zc
F
Zc
E
Z1
Zc
Z2
题 4-10 图
解：先求输入端电压、电流；再计算主线上电压、电流幅值的分布。 （1）由终端逐次向输入端推进，求输入端（AA）的电压、电流。
4-6 试证明无耗传输线的负载阻抗为
Z L = Z0 K − jtan β lmin 1 − jK tan β lmin
其中 K 为行波系数； lmin 为第一个电压最小点至负载的距离。 证明：依题意 解得
Z L = Z0 K − jtan β lmin 。 1 − jK tan β lmin Z ( lmin ) = Z 0 Z L + jZ 0 tan β lmin = KZ 0 Z 0 + jZ L tan β lmin
1
Z0 =
L0 0.2 × 10−6 = ≈ 25.82Ω C0 300 × 10−12
4-4 长度为 3λ 4 ，特性阻抗为 300Ω 的双导线，端接负载阻抗 Z L = 200Ω ；其输入端电压为
300V ，试画出沿线电压、电流和阻抗的振幅分布图，并求其最小值、最大值及其对应位置。
解： Z L = 200Ω < Z 0 = 300Ω ，长线工作在行驻波状态，终端为电压波节点，终端反射系数为
第 4 章习题答案
4-1 传输线的总长为 7λ 8 ，终端开路，信号源内阻 Z g 等于特性阻抗。始端电压为 50∠45° ，试 写出始端，以及与始端相距分别为 λ 8 和 λ 2 的电压瞬时值表示式。 解： （1）求终端电压 U L 终端开路，长线工作在纯驻波状态，终端电压
信号传输线中的特性阻抗问题
信号传输线中的特性阻抗问题2010-08-27 15:46 peng0799011|分类：工程技术科学|浏览1863次电阻为300欧姆的信号源通过特性阻抗为300欧姆传输线向75欧姆的电阻性负载供电，为达到匹配目的，在传输性与负载间插入一段长度为λ/4的无损传输线，该线的特性阻抗应该为多少。
请提供详明的说明计算过程。
分享到：向左转|向右转终端短路的无损传输线的长度为波长的下列哪项数值时，其入端阻抗的的绝对值不等于2012-08-27 15:13 我是小铃铃|分类：工程技术科学|浏览1001次特性阻抗？为什么啊？A1/8 B 3/8 C 1/2 D 5/8答案为C对于一特征阻抗为Z0的传输线，终端接负载阻抗为ZL时，在长度为L处的输入阻抗为Zin(L)有：Zin(L)=Z0*(ZL+jZ0*tan(L))/(Z0+jZL*tan(L))由题意，负载阻抗ZL=0（Ohm)，则Zin(L) = jZ0*tan(L)，输入阻抗的绝对值|Zin|=Z0*tan(L)当L等于1/8，3/8，5/8波长时，对应相角为45,135,225度，|tan(L)|=1，|Zin|=Z0。
当L等于1/2波长时，对应相角为180度，|tan(L)|=0，|Zin|=0。
如题，52. 系统如图所示，原来出线1的断路器容量是按一台发电机考虑的，现在又装设一台同样的发电机，电抗器Rx应选择___欧姆，使f点发生三相短路时，短路容量不变。
（A）0.10Ω（B）0.2205Ω（C）0.20Ω（D）0.441Ω解：选B。
53. 系统如图所示，系统中各元件在同一基准功率下的标幺值电抗：G：，（Y接线，中性点接地），；T：''(2)0.05dxx==(0)0.1x=''21.1E=0.05Tx=，/1Y Δ−接法，中性点接地电抗；负荷的等值标幺值电抗：0.05/3px=0.9Dx （Y接线）。
则当图示f点发生A相接地短路时，发电机母线处的A相电压是：（A）0.9315（B）0.94（C）1.0194（D）1.0231解：选A。
电线电缆特性阻抗介绍
什么是电缆的阻抗，什么时候用到它？首先要知道的是某个导体在射频频率下的工作特性和低频下大相径庭。
当导体的长度接近承载信号的1/10波长的时候，good o1风格的电路分析法则就不能在使用了。
这时该轮到电缆阻抗和传输线理论粉墨登场了。
传输线理论中的一个重要的原则是源阻抗必须和负载阻抗相同，以使功率转移达到最大化，并使目的设备端的信号反射最小化。
在现实中这通常意味源阻抗和电缆阻抗相同，而且在电缆终端的接收设备的阻抗也相同。
电缆阻抗是如何定义的？电缆的特性阻抗是电缆中传送波的电场强度和磁场强度之比。
（伏特/米）/（安培/米）=欧姆欧姆定律表明，如果在一对端子上施加电压（E），此电路中测量到电流（I），则可以用下列等式确定阻抗的大小，这个公式总是成立：Z = E / I无论是直流或者是交流的情况下，这个关系都保持成立。
特性阻抗一般写作Z0（Z零）。
如果电缆承载的是射频信号，并非正弦波，Z0还是等于电缆上的电压和导线中的电流比。
所以特性阻抗由下面的公式定义：Z0 = E / I电压和电流是有电缆中的感抗和容抗共同决定的。
所以特性阻抗公式可以被写成后面这个形式：其中R=该导体材质（在直流情况下）一个单位长度的电阻率，欧姆G=单位长度的旁路电导系数（绝缘层的导电系数），欧姆j=只是个符号，指明本项有一个+90'的相位角（虚数）π=3.1416L=单位长度电缆的电感量c=单位长度电缆的电容量注：线圈的感抗等于XL=2πfL，电容的容抗等于XC=1/2πfL。
从公式看出，特性阻抗正比于电缆的感抗和容抗的平方根。
对于电缆一般所使用的绝缘材料来说，和2πfc相比，G微不足道可以忽略。
在低频情况，和R相比2πfL微不足道可以忽略，所以在低频时，可以使用下面的等式：注：原文这里是Zo = sqrt ( R / (j * 2 * pi * f * L))应该是有个笔误。
阻抗不应该是反比于感抗.实际上低频时应该是电阻和容抗占主导地位。
传输线的阻抗匹配(精)
Zin Z
* g
1 1 2 Pmax | Eg | 2 4 Rg
2018/9/15
Microwave Technology and Antenna copyright@Duguohong
4
传输线的阻抗匹配
阻抗匹配
阻抗匹配是指传输线的两端阻抗与传输线的特 性阻抗相等,使线上电压与电流为行波 传输线的始端与信号源阻抗匹配（匹配信号源） Rg=Z0 , Xg=0 上述条件很难满足
例 1负载阻抗为ZL＝25， 在工作频率为 3GHz时与50同轴线线匹配。求出匹配时， 同轴变换器的特性阻抗及长度。（同轴线 内部介质为聚四氟乙烯）
解：采用 λ/4阻抗变换器，其特性阻抗为
Z0line 50 25 35.355
同轴线内的相波长为
0 3 108 / 3 109 6.97cm r 2.06
2018/9/15
Microwave Technology and Antenna copyright@Duguohong
10
单支节匹配器
原理
在离负载导纳适当的距离d处,并接一个长度为l、终端短 路(或开路)的短截线,构成单支节匹配器,从而使主传输达 到匹配
1 Y in
Y Y Y in 1 2
12
例2 一微波传输系统的特征阻抗 Zc = 50 ， 工作波长 ( g) 为 10 厘米，已知负载为： ZL = 20 + j 40 。若用单支节匹配，试求单 支节的长度l及接入的位置d。
传输线理论(精)
L1 Z0 = C1
平行双线 同轴线 特性阻抗
在无耗或低耗情况下，传输线的特性阻抗为一实数， 它仅决定于分布参数L1和C1，与频率无关。
传输线理论
四、输入阻抗 传输线终端接负载阻抗ZL时，距离终端z处向负载方向看 去的输入阻抗定义为该处的电压U (z)与电流I (z)之比，即
传输线理论
2 无耗传输线方程及其解 一、传输线方程
dU ( z ) = jωL1I ( z ) dz dI ( z ) = jωC 1U ( z ) dz
dz 段的等效电路
dU ( z ) = jωL1I ( z ) dz dI ( z ) = jωC 1U ( z ) dz
均匀无耗传输线基本方程 描写无耗传输线上每个微分段上的电 压和电流的变化规律，可由此解出线上 任意点的电压、电流及其相互关系。
即：
u (z, t ) = 2 U i 2 sin β z cos ω t + φ2 + π 2 i (z, t ) = 2 I i 2 cos β z cos(ω t + φ2 )
(
)
传输线理论
短路时的驻波状态分布规律：
( 1 ) 瞬时电压或电流在传输线 的某个固定位置上随时间t作正 弦或余弦变化，而在某一时刻随 位置z也作正弦或余弦变化，但 瞬时电压和电流的时间相位差和 空间相位差均为π /2，这表明传 输线上没有功率传输。 ( 2 ) 当 z = (2n + 1) λ 4, (n = 0,1,) 时，电压振幅恒为最大值，即 U max = 2 U i 2 ，而电流振幅恒为零， 这些点称之为电压的波腹点 和电流的波节点； 当 z = n λ 2, (n = 0,1,) 时， 电流振幅恒为最大值，而电压 振幅恒为零，这些点称之为电 流的波腹点和电压的波节点。
1.3传输线的特性参量
传输线的特性参量主要包括：传播常 数、特性阻抗、相速和相波长、输入阻 抗、反射系数、驻波比 ( 行波系数 ) 和传 输功率等。
1.3 传输线特性参量
一、特性阻抗
V ( z ) A1e z + A2e z 1 I ( z ) ( A1e z A2e z ) Z0
min max
1.3 传输线特性参量
I I
min max
1 1+
1
传输线上反射波的大小，可用反射系数的 模、驻波比和行波系数三个参量来描述。
反射系数模的变化范围为 驻波比的变化范围为 行波系数的变化范围为
对于微波传输线，由于， L1C1
vp 1 L1C1
所以有:
(2.3-7)
双导线和同轴线上行波的相速度均为:
vp 1
1
0 0 r
v0
r
1.3 传输线特性参量
定 义 相波长，为波在一个周期 T 内等相位
面沿传输线移动的距离，即:
0 p v pT f r
（1）传输线上任一点的阻抗与该点的位置和负载阻 抗有关，分布于沿线各点，是一种分布参数阻抗 。 （2）传输线段具有阻抗变换作用，Z L 通过线段 d变换成 Z in (d ) ，或相反。
（ 3 ） 无 耗 线 的 阻 抗 呈 周 期 性 变 化 ， 具 有 / 4 变换性和 / 2 阻抗重复性。
(3) 由于在微波频率下，电压和电流缺乏明 确的物理意义，不能直接测量，故传输线阻抗 也不能直接测量，但可以间接测量。
没有反射波，则：Zin(d)=Zo。
1.3 传输线特性参量
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
传输线特性阻抗
传输线的基本特性是特性阻抗和信号的传输延迟，在这里，我们主要讨论特性阻抗。
传输线是一个分布参数系统，它的每一段都具有分布电容、电感和电阻。
传输线的分布参数通常用单位长度的电感L和单位长度的电容C以及单位长度上的电阻、电导来表示，它们主要由传输线的几何结构和绝缘介质的特性所决定的。
分布的电容、电感和电阻是传输线本身固有的参数，给定某一种传输线，这些参数的值也就确定了，这些参数反映着传输线的内在因素，它们的存在决定着传输线的一系列重要特性。
一个传输线的微分线段l可以用等效电路描述如下：
传输线的等效电路是由无数个微分线段的等效电路串联而成，如下图所示：
从传输线的等效电路可知，每一小段线的阻抗都是相等的。
传输线的特性阻抗就是微分线段的特性阻抗。
传输线可等效为：
Z0 就是传输线的特性阻抗。
Z0描述了传输线的特性阻抗，但这是在无损耗条件下描述的，电阻上热损耗和介质损耗都被忽略了的，也就是直流电压变化和漏电引起的电压波形畸变都未考虑在内。
实际应用中，必须具体分析。
传输线分类
当今的快速切换速度或高速时钟速率的PCB 迹线必须被视为传输线。
传输线可分为单端（非平衡式）传输线和差分（平衡式）传输线，而单端应用较多。
单端传输线路
下图为典型的单端（通常称为非平衡式）传输线电路。
单端传输线是连接两个设备的最为常见的方法。
在上图中，一条导线连接了一个设备的源和另一个设备的负载，参考（接地）层提供了信号回路。
信号跃变时，电流回路中的电流也是变化的，它将产生地线回路的电压降，构成地线回路噪声，这也成为系统中其他单端传输线接收器的噪声源，从而降低系统噪声容限。
这是一个非平衡线路的示例，信号线路和返回线路在几何尺寸上不同
高频情况下单端传输线的特性阻抗（也就是通常所说的单端阻抗）为：
其中：L为单位长度传输线的固有电感，C为单位长度传输线的固有电容。
单端传输线特性阻抗与传输线尺寸、介质层厚度、介电常数的关系如下：
与迹线到参考平面的距离（介质层厚度）成正比
与迹线的线宽成反比
与迹线的高度成反比
与介电常数的平方根成反比
单端传输线特性阻抗的范围通常情况下为25Ω至120Ω，几个较常用的值是28Ω、33Ω、50Ω、52.5Ω、58Ω、65Ω、75Ω。
差分传输线路
下图为典型的差分（通常称为平衡式）传输线电路。
差分传输线适用于对噪声隔离和改善时钟频率要求较高的情况。
在差分模式中，传输线路是成对布放的，两条线路上传输的信号电压、电流值相等，但相位（极性）相反。
由于信号在一对迹线中进行传输，在其中一条迹线上出现的任何电子噪声与另一条迹线上出现的电子噪声完全相同（并非反向），两条线路之间生成的场将相互抵消，因此与单端非平衡式传输线相比，只产生极小的地线回路噪声，并且减少了外部噪声的问题。
这是一个平衡线路的示例-- 信号线和回路线的几何尺寸相同。
平衡式传输线不会对其他线路产生噪声，同时也不易受系统其他线路产生的噪声的干扰。
差分模式传输线的特性阻抗（也就是通常所说的差分阻抗）指的是差分传输线中两条导线之间的阻抗，它与差分传输线中每条导线对地的特性阻抗是有区别的，主要表现为：
间距很远的差分对信号，其特性阻抗是单个信号线对地特性阻抗的两倍。
间距较近的差分对信号，其特性阻抗比单个信号线对地特性阻抗的两倍小。
别的因素保持不变时，差分对信号之间的间距越小其特性阻抗越低（差分阻抗与差份线队之间的间距成反比）。
差分传输线特性阻抗通常情况下为100Ω，有时也用到75Ω。
考虑到多层PCB板生产时PCB迹线可分布于表面或者内层，这两种情况下PCB迹线的参考平面有所不同，所以又可将PCB迹线分为微波传输带（Microstripe）和带状线（Stripeline）传输线路。
微波传输带传输线路是由一条安装在可导接地层的低损耗绝缘体上的控制宽度的可导迹线构成的。
该绝缘体通常使用强化玻璃环氧树脂制造，例如G10、FR-4 或PTFE，用于超高频应用。
带状线传输线路通常包括夹在两个参考层和绝缘材质之间的导线迹线。
传输线路和层构成了控制阻抗。
带状线与微波传输带的不同之处在于它嵌入到两个参考层之间的绝缘材质中，带状线阻抗参考两个平面，阻抗迹线在内层，而微波传输带只有一个参考平面，阻抗迹线在PCB板的外层（表层）。
PCB 迹线的阻抗将由其感应和电容性电感、电阻和电导系数确定，这些因子将是迹线物理尺寸（例如迹线的宽度和厚度）和PCB 底板材质的绝缘常数和绝缘厚度的函数，因此也可以说，PCB板迹线的阻抗值由信号迹线的物理尺寸（宽度和厚度）、线路板绝缘常数、绝缘介质厚度、信号迹线与层的配置决定。