第3章___微波传输线

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微波技术与天线复习知识要点

微波技术与天线复习知识要点

微波技术与天线复习知识要点绪论●微波的定义:微波是电磁波谱介于超短波与红外线之间的波段,它属于无线电波中波长最短的波段;●微波的频率范围:300MHz~3000GHz ,其对应波长范围是1m~●微波的特点要结合实际应用:似光性,频率高频带宽,穿透性卫星通信,量子特性微波波谱的分析第一章均匀传输线理论●均匀无耗传输线的输入阻抗2个特性定义:传输线上任意一点z处的输入电压和输入电流之比称为传输线的输入阻抗注:均匀无耗传输线上任意一点的输入阻抗与观察点的位置、传输线的特性阻抗、终端负载阻抗、工作频率有关;两个特性:1、λ/2重复性:无耗传输线上任意相距λ/2处的阻抗相同Z in z= Z in z+λ/22、λ/4变换性: Z in z- Z in z+λ/4=Z02证明题:作业题●均匀无耗传输线的三种传输状态要会判断1.行波状态:无反射的传输状态▪匹配负载:负载阻抗等于传输线的特性阻抗▪沿线电压和电流振幅不变▪电压和电流在任意点上同相2.纯驻波状态:全反射状态▪负载阻抗分为短路、开路、纯电抗状态3.行驻波状态:传输线上任意点输入阻抗为复数●传输线的三类匹配状态知道概念▪负载阻抗匹配:是负载阻抗等于传输线的特性阻抗的情形,此时只有从信源到负载的入射波,而无反射波;▪源阻抗匹配:电源的内阻等于传输线的特性阻抗时,电源和传输线是匹配的,这种电源称之为匹配电源;此时,信号源端无反射;▪共轭阻抗匹配:对于不匹配电源,当负载阻抗折合到电源参考面上的输入阻抗为电源内阻抗的共轭值时,即当Z in=Z g﹡时,负载能得到最大功率值;共轭匹配的目的就是使负载得到最大功率;●传输线的阻抗匹配λ/4阻抗变换P15和P17●阻抗圆图的应用与实验结合史密斯圆图是用来分析传输线匹配问题的有效方法;1.反射系数圆图:Γz=|Γ1|e jΦ1-2βz= |Γ1|e jΦΦ1为终端反射系数的幅度,Φ=Φ1-2βz是z处反射系数的幅角;反射系数圆图中任一点与圆心的连线的长度就是与该点相应的传输线上某点处的反射系数的大小;2.阻抗原图点、线、面、旋转方向:➢在阻抗圆图的上半圆内的电抗x>0呈感性,下半圆内的电抗x<0呈容性;➢实轴上的点代表纯电阻点,左半轴上的点为电压波节点,其上的刻度既代表r min又代表行波系数K,右半轴上的点为电压波腹点,其上的刻度既代表r max又代表驻波比ρ;➢|Γ|=1的圆图上的点代表纯电抗点;➢实轴左端点为短路点,右端点为开路点,中心点处是匹配点;➢在传输线上由负载向电源方向移动时,在圆图上应顺时针旋转,;反之,由电源向负载方向移动时,应逆时针旋转;3.史密斯圆图:将上述的反射系数圆图、归一化电阻圆图和归一化电抗圆图画在一起,就构成了完整的阻抗圆图;4.基本思想:➢特征参数归一阻抗归一和电长度归一;➢以系统不变量|Γ|作为史密斯圆图的基底;➢把阻抗或导纳、驻波比关系套覆在|Γ|圆上;●回波损耗、功率分配等问题的分析✓回波损耗问题:1.定义为入射波功率与反射波功率之比通常以分贝来表示,即Lrz=10lgP in/Pr dB对于无耗传输线,ɑ=0,Lr与z无关,即Lrz=-20lg|Γ1| dB2.插入损耗:定义为入射波功率与传输功率之比3.|Γ1|越大,则| Lr |越小;|Γ1|越小,则| L in|越大;P21:有关回波损耗的例题例1-4✓功率分配问题:1.入射波功率、反射波功率和传输功率计算公式反映出了它们之间的分配关系;P192.传输线的传输效率:η=负载吸收功率/始端传输功率3.传输效率取决于传输线的损耗和终端匹配情况第二章规则金属波导●导波系统中的电磁波按纵向场分量的有无,可分为TE波、TM波和TEM波三种类型;知道概念➢TEM波:导行波既无纵向磁场有无纵向电场,只有横向电场和磁场,故称为横电磁波;E z=0而H z=0➢TM波E波:只有纵向电场,又称磁场纯横向波;E z≠0而H z=0➢TE波H波:只有纵向磁场,又称电场纯横向波;E z=0而H z≠0●导行条件:k c<k时,f>f c为导行波;●矩形波导、圆波导主要模式的特点及应用✧矩形波导:将由金属材料制成的、矩形截面的、内充空气的规则金属波导称为矩形波导;1)纵向场分量E z和H z不能同时为零,不存在TEM波;2)TE波:横向的电波,纵向场只有磁场;➢TE波的截止波数k c,➢矩形波导中可以存在无穷多种TE导模,用TE mn表示;➢最低次波形为TE10,截止频率最低;3)TM波➢TM11模是矩形波导TM波的最低次模,其他均为高次模;4)主模TE10的场分布及其工作特性➢主模的定义:在导行波中截止波长最长截止频率最低的导行模➢特点:场结构简单、稳定、频带宽和损耗小等;✧圆波导:若将同轴线的内导体抽走,则在一定条件下,由外导体所包围的圆形空间也能传输电磁能量,这就是圆形波导;➢应用:远距离通信、双极化馈线以及微波圆形谐振器等;➢圆形波导也只能传输TE和TM波形;➢主模TE11,截止波长最长,是圆波导中的最低次模;圆波导中TE11模的场分布与矩形波导的TE10模的场分布很相似,因此工程上容易通过矩形波导的横截面逐渐过渡变为圆波导;即构成方圆波导变换器;➢圆对称TM01模:圆波导的第一个高次模,由于它具有圆对称性故不存在极化简并模;因此常作为雷达天线与馈线的旋转关节中的工作模式;➢低损耗的TE01模:是圆波导的高次模式,它与TM11模是简并模;它是圆对称模,故无极化简并;当传输功率一定时,随着频率升高,管壁的热损耗将单调下降;故其损耗相对于其他模式来说是低的,故可将工作在此模式下的圆波导用于毫米波的远距离传输或制作高Q值的谐振腔;●熟悉模式简并概念及其区别1.矩形波导中的E-H简并:对相同的m和n,TE mn和TM mn模具有相同的截止波长或相同的截止频率;虽然它们的场分布不同,但是具有相同的传输特性;2.圆波导中有两种简并模:➢E-H简并:TE0n模和TM1n模的简并➢极化简并模:考虑到圆波导的轴对称性,因此场的极化方向具有不确定性,使导行波的场分布在φ方向存在cosmφ和sinmφ两种可能的分布,它们独立存在,相互正交,截止波长相同,构成同一导行模的极化简并模;●熟悉矩形波导壁电流分布及应用●波导激励的几种类型1.电激励2.磁激励3.电流激励●方圆波导转换器的作用圆波导中TE11模的场分布与矩形波导的TE10模的场分布很相似,因此工程上容易通过矩形波导的横截面逐渐过渡变为圆波导;即构成方圆波导变换器;第三章微波集成传输线●带状线、微带线的结构及特点1.带状线:➢是由同轴线演化而来的,即将同轴线的外导体对半分开后,再将两半外导体向左右展平,并将内导体制成扁平带线;➢主要传输的是TEM波;可存在高次模;➢用途:替代同轴线制作高性能的无源元件;➢特点:宽频带、高Q值、高隔离度➢缺点:不宜做有源微波电路;2.微带线:➢是由双导体传输线演化而来的,即将无限薄的导体板垂直插入双导体中间,再将导体圆柱变换成导体带,并在导体带之间加入介质材料,从而构成了微带线;微带线是半开放结构;➢工作模式:准TEM波●带状线、微带线特征参数的计算会查图➢带状线和微带线的传输特性参量主要有:特性阻抗Z0、衰减常数ɑ、相速v p和波导波长λg ●介质波导主模及其特点➢主模HE11模的优点:a)不具有截止波长;b)损耗较小;c)可直接由矩形波导的主模TE10激励;第四章微波网络基础●熟练掌握阻抗参量、导纳参量、转移参量、散射参量结合元件特性和传输参量的定义P84-P93➢阻抗矩阵Z➢导纳矩阵Y➢转移矩阵A➢散射矩阵S➢传输矩阵T●掌握微波网络思想在微波测量中的应用三点法的条件➢前提条件:令终端短路、开路和接匹配负载时,测得的输入端的反射系数分别为Γs,Γo和Γm,从而可以求出S11, S12, S22;第五章微波元器件●匹配负载螺钉调配器原理、失配负载;衰减器、移相器作用➢匹配负载作用:消除反射,提高传输效率,改善系统稳定性;➢螺钉调配器:螺钉是低功率微波装置中普遍采用的调谐和匹配原件,它是在波导宽边中央插入可调螺钉作为调配原件;螺钉深度不同等效为不同的电抗原件,使用时为了避免波导短路击穿,螺钉·都设计成为了容性,即螺钉旋入波导中的深度应小于3b/4b为波导窄边尺寸;➢失配负载:既吸收一部分微波功率又反射一部分微波功率,而且一般制成一定大小驻波的标准失配负载,主要用于微波测量;➢衰减器,移相器作用:改变导行系统中电磁波的幅度和相位;●了解定向耦合器的工作原理P106➢定向耦合器是一种具有定向传输特性的四端口元件,它是由耦合装置联系在一起的两对传输系统构成的;➢利用波程差;●熟练掌握线圆极化转换器的工作原理及作用●了解场移式隔离器的作用P122➢根据铁氧体对两个方向传输的波型产生的场移作用不同而制成的;●了解铁氧体环行器的分析及作用P123➢环行器是一种具有非互易特性的分支传输系统;第六章天线辐射与接收的基本理论第七章电波传播概论●天波通信、地波通信、视距波通信的概念1.天波通信:指自发射天线发出的电波在高空被电离层反射后到达接收点的传播方式,也成为电离层电波传播;主要用于中波和短波波段2.地波通信:无线电波沿地球表面传播的传播方式;主要用于长、中波波段和短波的低频段;3.视距波通信:指发射天线和接收天线处于相互能看见的视距距离内的传播方式;地面通信、卫星通信以及雷达等都可以采用这种传播方式;主要用于超短波和微波波段的电波传播●天线的作用●无线电波传输是产生失真的原因无线电波通过煤质除产生传输损耗外,还会使信号产生失真——振幅失真和相位失真两个原因:1.煤质的色散效应:色散效应是由于不同频率的无线电波在煤质中的传播速度有差别而引起的信号失真;2.随机多径传输效应:会引起信号畸变;因为无线电波在传输时通过两个以上不同长度的路径到达接收点;接收天线收到的信号是几个不同路径传来的电场强度之和;。

传输线及S参数-PPT

传输线及S参数-PPT
11
反射系数 (reflection coefficient)
反射系数 :传输线上任意一点处的反射波电压(或电流)与入射波电 压(或电流)之比,即
(z) U r (z) Ir (z) Ui (z) Ii (z)
对无耗传输线 j ,终端负载为Zl,则
(z)
A2e jz A1e jz
Zl Zl
21
散射参量(S)
实际的射频系统不能采用终端开路(电容效应)或短路(电感效应)的测量方
法,另外终端的不连续性将导致有害的电压电流波反射,并产生可能造成器
件损坏的振荡。
S 参量的定义
a1 b1
S
a2 b2
定义归一化入射电压波:an
Vn 2
Z0In Z0
定义归一化反射电压波:bn
Vn 2
Z0In Z0
+ -
v3
iN-1 N-1端口+- vN-1
其中
阻抗
Znm
矩阵
多端口 网络
vn i ik 0
m
i2 v2
+ -
2
端口
i4 v4
+ -
4
端口
iN vN
+- N
端口
for k m 19
同理:
i1 i2
Y11 Y21
iN YN1
Y12 Y22
YN 2
Y1N v1
Y2
N
相加:Vn an bn Z0 相减:In an bn / Z0

an Vn /
Z0
, I
n
Z0
bn Vn /
Z0
I
n
Z0
参量:

微波技术习题解答(部分)

微波技术习题解答(部分)

率的波,而是一个含有多种频率的波。这些多种频率成分构成一个“波群”
又称为波的包络,其传播速度称为群速,用 vg 表示,即 vg v 1 c 2
第三章 微波传输线
TEM波:相速
vp
1 v
相波长
p
2
v f
群速 vg vp v
即导波系统中TEM波的相速等于电磁波在介质中的传播速度,而相波长 等于电磁波在介质中的波长(工作波长)
插入衰减 A
A
1 S21 2
A%11 A%12 A%21 A%22 2 4
对于可逆二端口网络,则有
A
1 S21 2
1 S12 2
第四章 微波网络基础
插入相移 argT arg S21
对于可逆网络,有 S21 S12 T ,故
T T e j S12 e j12 S21 e j21
何不同?
答案:截止波长:对于TEM波,传播常数 为虚数;对于TE波和TM波,对 于一定的 kc 和 、 ,随着频率的变化,传播长数 可能为虚数,也可能为实
数,还可以等于零。当 0 时,系统处于传输与截止状态之间的临界状态,此 时对应的波长为截止波长。
当 c 时,导波系统中传输该种波型。 当 c 时,导波系统中不能传输该种波型。
第三章 微波传输线
3-3 什么是相速、相波长和群速?对于TE波、TM波和TEM波,它们的相速 相波长和群速有何不同?
答案: 相速 vp 是指导波系统中传输的电磁波的等相位面沿轴向移动的速
度,公式表示为
vp
相波长 p
是等相位面在一个周期T内移动的距离,有
p
2
欲使电磁波传输信号,必须对波进行调制,调制后的波不再是单一频
T S21 0.98e j 0.98

(四川理工学院)微波技术与天线-第3章 TEM波传输线

(四川理工学院)微波技术与天线-第3章 TEM波传输线

第3章 TEM波传输线理论
电压反射系数与电流反射系数间差一个负号Γ u=-Γ i 。 通常将电压反射系数简称为反射系数, 并记作Γ(z)。
对于无耗传输线 j
Ae jz Zl Z 0 j 2 z ( z ) e jz Be Zl Z0
反射系数与终端位置有关,而且是位置的函数,在终端
d 2 I ( z) 2 I ( z) 0 dz2
第3章 TEM波传输线理论
电压、电流的通解为
U Aez Bez 1 I ( Aez Bez ) Z0
式中,Z0 (R1 jL1 ) /(G1 jC1 )称为传输线的特性阻抗 。
解中的待定常数由边界条件决定 传输线的边界条件通常有以下三种: ① 已知终端电压Ul和终端电流Il ② 已知始端电压Ui和始端电流Ii ③ 已知信源电动势Eg和内阻Zg以及负载阻抗Zl。 在实际工程中,通常选择1类边界条件,因此
vp与频率ω有关,这就称为色散特性。
在微波工程中,特性阻抗Z0对分析TEM传输线的传输特性 具有重要意义,它是表征传输线与前级匹配和后级匹配的重 要参量。
第3章 TEM波传输线理论
3.2 传输线阻抗与反射
传输线与前级源的匹配主要取决于传输线在入端的输入阻 抗,传输线与后级的匹配不仅取决于传输线终端接收机的输入 阻抗,还与传输线本身的特性阻抗有关。它们的这些关系用特
对于时谐电压和电流, 可用复振幅表示为
u(z, t)=Re[U(z)e jωt] i(z, t)=Re[I(z)e jωt] 可得传输线方程在频域的表示为:
dU R1 jL1 I Z1 I dz dI G1 jC1 U Y1U dz
这里Z1 R1 jL1和Y1 G1 jC1分别是传输线单位长度 的串联阻抗和并联导纳 。

微带线理论

微带线理论

在低频,基于准TEM模所计算的Zc、A是相当精确的,但是 在高频端场的纵向分量变得明显,必须予以考虑。高频效应 导致了色散现象,即微带线的阻抗和有效介电常数将随工作 频率的变化而变化。 图3.29是微带线特性阻抗随 W h 变化的曲线(宽带近 似 W h 1 ),图3.30是微带线特性阻抗随 W h 变化的曲线(窄 W 带近似, h 1 ),这些曲线以 r 为参变量,它们是根据惠勒 的精确解计算的。
(0 ) min (0 ) min h min , 2 r 4 r 1 w (0 ) min 0.4h 2 r
(3-2-18)
第3章 微波集成传输线
实际应用中, 常用的基片厚度一般在0.008~0.08 mm 之间,且都用金属屏蔽盒,从而不受外界干扰。金属屏蔽 盒的高度取为H≥(5~6)h,接地板的宽度取为a≥(5~6)w。 目前,混合微波集成电路(HMIC)和单片微波集成电 路(MMIC)中最常用的平面传输线就是微带线。它易于与 其他无源微波电路和有源微波器件连接,也易于实现微波 系统的集成化。 微带线的加工一般有两种方法,一种是采用双面聚四 氟乙烯(εr=2.1,tanδ=0.0004)或聚四氟乙烯玻璃纤维 (εr=2.55,tanδ=0.008)敷铜板,光刻腐蚀做成电路。再一 种就是在纯度为99.8%的氧化铝陶瓷(εr=9.5~10, tanδ=0.0003)基片上用真空镀膜技术做成电路。
图3.27微带线结构(a) 微带线结构; (b) 微带线的场结构
第3章 微波集成传输线
微带线是在介质基片的一面制作导体带,另一面制作接地金属 平板而构成。微带线是半开放系统,虽然接地金属板可以帮助 阻挡场的泄露。但导体带会带来辐射。所以微带线的缺点之一 是它有较高损耗并与邻近的导体带之间容易形成干扰。 微带线的损耗和相互干扰的程度与介质基片的相对介电常数 εr有关,如果εr增大,可以减小损耗和相互干扰的程度,所以 常用的介质基片是介电常数高、高频损耗小的材料,例如氧化 铝陶瓷(εr=9.5~10,tanδ=0.0002)。 微带线板的种类: 常用的有99%的氧化铝陶瓷、石英、 蓝宝石、聚四氟乙烯玻璃纤维等。

第三章微波传输线教材

第三章微波传输线教材

线单位长度分布电容为C1, 则
空气微带线传播相速: vp0 c
1 LC0
介质微带线传播相速:vp1
c
r
1 LC1
14:00
电子科技大学电子工程学院
微波技术与天线
第三章 微波传输线
引入微带线等效介电常数 c
2
c

vp0 vp1

C1 C0
设空气微带线特性阻抗为
Z
,则实际微带线特性阻抗为
00
Z0
Z00
cr
只要求得空气微带线的特性阻抗
Z
00
及有效介电常数

,
c

可求得介质微带线的特性阻抗。
14:00
电子科技大学电子工程学院
微波技术与天线
第三章 微波传输线
工程上常用的一组实用经验公式:
(1) 导带厚度为零时
59.952ln(8h w ) w 4h
( w 1) 4h
微波技术与天线
第三章 微波传输线
第三章 微波传输线
导波系统中的电磁波按纵向场分量的有无,可分为 以下三种波型(或模):
(1) 横磁波(TM波),又称电波(E波):Hz 0, Ez 0
(2) 横电波(TE波),又称磁波(H波):Ez 0, Hz 0
(3) 横电磁波(TEM波):
Ez 0, Hz 0
Z00
119.904
w 2.42 0.44 h (1 12h)2
h
w
w
( w 1) w:导带宽度 h h:基片厚度
e

r 1
2

r 1 (1
2
12

第三章 微波传输线

第三章 微波传输线


H11模

E11模
Z
Ez

Er
O Ψ
Y
r
X
圆柱坐标系
1 ∂H z ∂H ϕ = jωεE r − ∂z r ∂ϕ ∂H r ∂H z − = jωεEϕ ∂z ∂r 1 ∂ 1 ∂H r (rH ϕ ) − = jωεE z r ∂r r ∂ϕ 1 ∂E z ∂Eϕ = − jωµH r − ∂z r ∂ϕ ∂E r ∂E z − = − jωµH ϕ ∂z ∂r 1 ∂ 1 ∂E r (rEϕ ) − = − jωµH z r ∂r r ∂ϕ
(2)常用低次模的截止波长: 例1:矩形波导尺寸为a=8cm,b=4cm;试求工作频率在 3GHz时该波导能传输的模式。
3、波导尺寸的选取 (1)目的:只传输H10模,抑制H20模和H01模,即只传输主 模。因为这样可以使信号能量集中,减小损耗,且避免模式 间干扰和多模式传输引起的附加色散。 (2)选取原则:
一、直角坐标系中电磁场关系 1、基本方程 对于无损耗的媒质来说,电磁场中的基本方程,即麦克思韦方程变为
r r ∂H ∇ × E = −µ ∂t r r ∂E ∇× H = ε ∂t
(1)
为了求解方便,设场量按正弦规律变换,则
r r jwt −γz E = Em e r r jwt −γz H = H me
可以得到磁场的直角分量为
∂E z + γE y = − jwµH x (书P33,3-6式) ∂y ∂E z − γE x − = − jwµH y ∂x ∂E y ∂E x + = − jwµH z ∂x ∂y
用Ez和Hz表示其它场分量,由上述两个式子可以得到:
Ex = −

精选微波技术基础知识

精选微波技术基础知识
本课内容
1、第三章、微波集成传输线常用集成传输线的种类和主要特点2、第四章介质波导和光波导
1、传播条件和波型2、特性阻抗3、波长,相速4、功率容量5、衰减
了解
微波集成传输线
微波集成传输线的最大特点是 平面化
五种重要的传输线:带状线(Stripline)微带线(Microstrip line)槽线(Slotline)鳍线(Finline)共面线(Coplanar line)
式中
微波集成传输线-带状线
带状线—优缺点和应用
1、改变线宽一个参数就改变电路参数(特性阻抗)。2、在馈线、功分器,耦合器,滤波器,混频器,开关的设计中,体积小,重量轻,大批量生产的重复性好。3、立体电路的设计,适用于多层微波电路,LTCC等,辐射小。4、封闭的电路,调试难。5、电路需要同轴或波导馈入,引入不连续性,需要在设计时补偿。6、在多层电路设计中,存在不同节点常数的介质之间的连接,介质与金属导体的连接,分析方法非常复杂,尤其对3D电路,尚缺少各种不连续性的模型和相关设计公式,采用全波分析法或者准静态场分析。
毫米波鳍线混频器
介质波导和光波导
当毫米波波段→亚毫米波段→太赫兹波段时普通的微带线将出现一系列新问题1)高次模的出现使微带的设计和使用复杂2)金属波导的单模工作条件限制了其横向尺寸不能超过大约一个波长的范围。这在厘米波段和毫米波低频段不成问题。但到毫米波高频段,单模波导的尺寸就显得太小,不仅制造工艺困难,而且随着工作频率的提高,功率容量越来越小,壁上损耗越来越大,衰减大到不能容忍的地步。因此,对毫米波段的高端及来说,封闭的金属波导已不再适用。于是,适合于毫米波高频段、亚毫米波的传输线 —— 介质波导等非封闭式的传输线(或称开波导)便应运而生
微波集成传输线-微带线

自考 微波技术与天线02367 整理(科创学院)

自考 微波技术与天线02367 整理(科创学院)

第 1 章 电 磁 场 与 电 磁 波 的 基 本 原 理电 磁 场 的 基 本 方 程一、电磁场中的基本场矢量电磁场中的基本场矢量有四个:电场强度E,电位移矢量D,磁感应强度B 和磁场强度H 。

(一) 电场强度E 场中某点的电场强度E 定义为单位正电荷在该点所受的力,即 : 电场强度E 的单位为伏/米(V/m)。

(二) 电位移矢量D如果电解质中存在电场,则电介质中分子将被极化,极化的程度用极化强度P 来表示。

此时电介质中的电场必须用电位移矢量D 来描写。

它定义为 : 在SI 单位制中,D 的单位为库仑/米2(C/m2)。

对于线性媒质中某点的电极化强度P 正比于该点的电场强度E 。

在各向同性媒质中某点的P 和E 方向相同,即 : 故 ,式中ε=ε0(1+χe)称为介质的介电常数,而εr=1+χe 称为介质的相对介电常数。

(三) 磁感应强度B磁感应强度B 是描写磁场性质的基本物理量。

它表示运动电荷在磁场中某点受洛仑兹力的大小。

磁感应强度B 定义为: (四) 磁场强度H如果磁介质中有磁场,则磁介质被磁化。

描写磁介质磁化的程度用磁化强度M 来表 示。

此时磁介质中的磁场必须引入磁场强度H 来描写,它定义为: M 和H 的单位为安培/米 (A/m)。

在各向同性媒质中M 和H 方向相同。

即有: 故 B=μ0(H+M)=μ0(1+χm)H=μ0μrH=μH 。

式中χm 称为媒质的磁极化率,它是一个没有量纲的纯数。

μ=μ0(1+χm)称为媒质的磁导率。

μr=1+χm 称为相对磁导率。

二、全电流定律式中Jc 和Jd 分别为传导电流密度和位移电流密度,ic 和id 分别为传导电流和位移电流。

三、电磁感应定律感应电场沿着任意的封闭曲线的积分应等于感应电势,用数学式子表示即为 :由此得出一个结论:随时间变化的磁场会产生电场,而且磁通量的时间变化率愈大,则感应电动势愈大、电场愈强;反之则愈弱。

同时,穿过一个曲面S 的磁通量为:F E q =0D E P ε=+0e P x Eε=0000(1)e e r D E x E x E E E εεεεεε=+=+==F qv B=⨯0B H M μ=-m M Hχ=()()D e c l e d l Sc Sd H dl i i i dt H dl J J dS dD J dS dtφ===+=+=+⎰⎰⎰⎰ ml d e E dL dtφ==-⎰ m S l SB dS d E dL B dS dt φ==-⎰⎰⎰四、高斯定律 在普通物理中讨论了静电场的高斯定律,即: 式中V 是封闭曲面S 所包围的体积,∑q 为封闭曲面S 所包围的自由电荷电量的代数和,ρ为S 曲面所包围的自由电荷的体密度。

第三章微波传输线平行双线与同轴线

第三章微波传输线平行双线与同轴线
• 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。
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);
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;
• 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。
1
1
c
vp
L0C0


r r
p

2

vp f

0 r r
当同轴线的截面尺寸与工作波长可比 拟时,同轴线内将出现高次模式。 要使同 轴线工作于TEM模式,则同轴线的内外半径 应满足以下条件:
min

1
2
D

d
3 损耗特性
通常同轴线介质损耗很小,其传输 损耗基本上决定于导体的欧姆损失。 同轴线的衰减常数仍可按下式估算
通频带:0~nGHz,语音信号
在实际中,广泛使用不同型号的电缆连 接接头(Cable Connector)以实现电缆的 连接, 尽管其功能相似, 但结构不同。 它们的共同点都是将电缆的内导体和外导 体分别连接起来, 使用时要注意连接头电 气和机械很好的匹配。

微波技术与天线复习的题目选

微波技术与天线复习的题目选

微波技术与天线复习题选微波基本概念:微波通常是指波长为至的电磁波。

微波通常是指频率以到的电磁波。

以波长划分,微波通常分为波,波,波,波。

在微波工程中,C波段是指厘米波,χ波段是指厘米波。

L 波段是指厘米波,S波段是指厘米波。

微波炉是利用某些物质吸收微波能所产生的效应进行的。

微波波段中的mm和mm波可以无阻地通过大气游离层,是电磁波通讯的宇宙窗口。

传输线参量特性:当负载阻抗为时,无耗传输线为行驻波状态,此时传输线上反射系数的模驻波比为。

当负载阻抗为时,无耗传输线为行波状态,此时传输线上反射系数的模驻波比为。

当负载阻抗为时,无耗传输线为纯驻波状态,此时传输线上反射系数的模驻波比为。

传输线终端短路时,其反射系数的模|Г()|= ,驻波比= ,离负载λ/4处的输入阻抗只有当负载为时,才能产生行驻波状态,此时传输线上的反射系数的模介于和之间传输线上的负载给定后,沿无损耗传输线移动时,其反射系数Г()按下列规律变化:模,辐角按而变。

传输线处于行波工作状态时,沿线电压和电流具有相相位,它们各自的振幅保持,输入阻抗亦是个量,且等于阻抗。

传输线终端短路时,其反射系数的模|Г()|= ;传输线终端接匹配负载时,其反射系数的模|Г()|= 。

(设传输线为无损耗线)在阻抗圆图上沿等驻波比圆旋转时;顺时针旋转,代表传输线上参考面向方向移动,通时针旋转代表传输线上参考面向方向移动。

对串联等效短路应用圆图,对并联等效电路应用圆图。

当负载阻抗为时,传输线上为行驻波状态,此时传输线上的驻波比为。

求图示传播线电路A,B端的输入阻抗。

圆图基本概念:试画一阻抗圆图简图。

並标出感性半圆。

容性半圆、可调匹配圆及纯电抗圆。

在复平面上作出阻抗圆图的简图,并在上面标出短路点、开路点、匹配点、可调匹配圆。

在阻抗圆图上沿等圆旋一周,相当于在传输线上移动。

在阻抗圆图上,归一化电阻= 的圆称为可调圆。

在阻抗圆图上,归一化电抗= 的线称为纯线。

在阻抗圆图上,归一化电阻= 的点称为短路点,归一化电抗=的点称为开路点。

2023年大学_微波技术与天线(王新稳著)课后答案下载

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2023年微波技术与天线(王新稳著)课后答案下载2023年微波技术与天线(王新稳著)课后答案下载绪篇电磁场理论概要第1章电磁场与电磁波的基本概念和规律1.1 电磁场的四个基本矢量1.1.1 电场强度E1.1.2 高斯(Gauss)定律1.1.3 电通量密度D1.1.4 电位函数p1.1.5 磁通密度B1.1.6 磁场强度H1.1.7 磁力线及磁通连续性定理1.1.8 矢量磁位A1.2 电磁场的基本方程1.2.1 全电流定律:麦克斯韦第一方程1.2.2 法拉第一楞次(Faraday-Lenz)定律:麦克斯韦第二方程1.2.3 高斯定律:麦克斯韦第三方程1.2.4 磁通连续性原理:麦克斯韦第四方程1.2.5 电磁场基本方程组的微分形式1.2.6 不同时空条件下的麦克斯韦方程组1.3 电磁场的媒质边界条件1.3.1 电场的边界条件1.3.2 磁场的边界条件1.3.3 理想导体与介质界面上电磁场的边界条件1.3.4 镜像法1.4 电磁场的能量1.4.1 电场与磁场存储的能量1.4.2 坡印廷(Poyllfing)定理1.5 依据电磁场理论形成的电路概念1.5.1 电路是特定条件下对电磁场的简化表示1.5.2 由电磁场方程推导出的电路基本定律1.5.3 电路参量1.6 电磁波的产生——时变场源区域麦克斯韦方程的解 1.6.1 达朗贝尔(DAlembert)方程及其解1.6.2 电流元辐射的电磁波1.7 平面电磁波1.7.1 无源区域的时变电磁场方程1.7.2 理想介质中的均匀平面电磁波1.7.3 导电媒质中的均匀平面电磁波1.8 均匀平面电磁波在不同媒质界面的入射反射和折射 1.8.1 电磁波的极化1.8.2 均匀平面电磁波在不同媒质界面上的垂直入射 1.8.3 均匀平面电磁波在不同媒质界面上的斜入射__小结习题上篇微波传输线与微波元件第2章传输线的基本理论2.1 传输线方程及其解2.1.1 传输线的电路分布参量方程2.1.2 正弦时变条件下传输线方程的解2.1.3 对传输线方程解的讨论2.2 无耗均匀传输线的工作状态2.2.1 电压反射系数2.2.2 传输线的工作状态2.2.3 传输线工作状态的测定2.3 阻抗与导纳厕图及其应用2.3.1 传输线的匹配2.3.2 阻抗圆图的构成原理2.3.3 阻抗圆图上的特殊点和线及点的移动2.3.4 导纳圆图2.3.5 圆图的应用举例2.4 有损耗均匀传输线2.4.1 线上电压、电流、输入阻抗及电压反射系数的'分布特性 2.4.2 有损耗均匀传输线的传播常数2.4.3 有损耗均匀传输线的传输功率和效率__小结习题二第3章微波传输线3.1 平行双线与同轴线3.1.1 平行双线传输线3.1.2 同轴线3.2 微带传输线3.2.1 微带线的传输模式3.2.2 微带线的传输特性3.3 矩形截面金属波导3.3.1 矩形截面波导中场方程的求解3.3.2 对解式的讨论3.3.3 矩形截面波导中的TElo模3.3.4 矩形截面波导的使用3.4 圆截面金属波导3.4.1 圆截面波导中场方程的求解3.4.2 基本结论3.4.3 圆截面波导中的三个重要模式TE11、TM01与TE01 3.4.4 同轴线中的高次模3.5 光波导3.5.1 光纤的结构形式及导光机理3.5.2 单模光纤的标量近似分析__小结习题三第4章微波元件及微波网络理论概要4.1 连接元件4.1.1 波导抗流连接4.1.2 同轴线——波导转接器4.1.3 同轴线——微带线转接器4.1.4 波导——微带线转接器4.1.5 矩形截面波导——圆截面波导转接器4.2 波导分支接头……微波技术与天线(王新稳著):内容简介本书是在作者三十多年教学及科研实践基础上编写而成的,系统讲述电磁场与电磁波、微波技术、天线的基本概念、理论、分析方法和基本技术。

第三章 微波传输线 1

第三章 微波传输线 1

A+为待定常数, 对无耗波导γ=jβ, 而β为相移常数。 现设Eoz(x, y)=A+Ez(x, y), 则纵向电场可表达为 Ez(x, y, z)=Eoz(x, y)e-jβz 同理, 纵向磁场也可表达为: Hz(x, y, z)=Hoz(x, y)e -jβz
而Eoz(x, y), Hoz(x, y)满足以下方程:
微波传输线 第3章 微波传输线
∇t2 Eoz ( x, y ) + kc2 EOZ ( x, y ) = 0 ∇t2 H oz ( x, y ) + kc2 H OZ ( x, y ) = 0
式中, k2c=k2-β2为传输系统的本征值。 由麦克斯韦方程, 无源区电场和磁场应满足的方程为
k
2 c <0
这时β= k 2 − kc2 > k 而相速vp= ω / β < c ur ε r , 即相速比 无界媒质空间中的速度要慢, 故又称之为慢波。
微波传输线 第3章 微波传输线 3.2 矩形波导 通常将由金属材料制成的、矩形截面的、内充空气的规 则金属波导称为矩形波导, 它是微波技术中最常用的传输系 统之一。 设矩形波导的宽边尺寸为a, 窄边尺寸为b, 并建立如图 2 2 所示的坐标。 1. 矩形波导中的场 矩形波导中的场 由上节分析可知, 矩形金属波导中只能存在TE波和TM 波。下面分别来讨论这两种情况下场的分布。 1)TE波
微波传输线 第3章 微波传输线
图 3 – 1 金属波导管结构图
微波传输线 第3章 微波传输线 ③ 波导管内的场是时谐场。 由电磁场理论, 对无源自由空间电场E和磁场H满足以下矢 量亥姆霍茨方程:
∇2 E + K 2 E = 0
式中, k2=ω2µε。

电磁场课件-第三章微带传输线

电磁场课件-第三章微带传输线
导波速度
在微带线中,导波速度受到介质和导 体材料的影响,不同材料的微带线具 有不同的导波速度。
传播常数与衰减
传播常数
传播常数是描述电磁波在传输线中传播特性的参数,包括相位常数和衰减常数。
衰减
在微带线中,电磁波会因为介质和导体材料的损耗而发生衰减,衰减的大小与传输线的长度和频率有 关。
04 微带线的传输模式
降低介质损耗的方法包括选择低损耗的介质材料、降低介质温度和减小电场强度 等。
色散特性
色散是指不同频率的信号在传输过程中具有不同的相速度和 群速度的现象。在微带线中,色散主要与介质的介电常数和 电导率等因素有关。
了解色散特性对于设计高性能的微带线系统和避免信号失真 非常重要。通过优化微带线的结构和参数,可以减小色散效 应,提高信号传输质量。
03 微带传输线的电气特性
电场分布
电场分布特点
在微带线中,电场主要分布在导体和介质之间,而导体内部 电场强度较小。
电场分布与传输模式
电场的分布与传输模式有关,例如在准TEM模式下,电场主 要分布在导体两侧,而在其他模式下,电场分布可能更加复 杂。
阻抗与导波速度
阻抗计算
微带线的阻抗可以通过其几何尺寸和 介质参数计算得出,阻抗值与传输线 的特性阻抗有关。
微带线的宽度通常在几毫米到几十毫 米之间,根据传输信号的频率和介质 基片的电气性能来选择合适的宽度。
厚度
微带线的厚度通常在几微米到几百微 米之间,较薄的介质基片可以减小线 路的介质损耗,提高传输效率。
介质基片
种类
常用的介质基片有氧化铝、陶瓷、聚四氟乙烯等,根据应用场景和性能要求选 择合适的介质基片。
响。
应用场景
01
02
03

第三章 微波传输线 4微带线

第三章 微波传输线 4微带线

第3章 微波传输线
微带线可由双导体系统演化而来, 但由于在中心导带和接 地板之间加入了介质, 因此在介质基底存在的微带线所传 输的波已非标准的TEM波, 而是纵向分量Ez和Hz必然存在。
下面我们首先从麦克斯韦尔方程出发加以证明纵向分量的 存在。
第3章 微波传输线
为微带线建立如图 3 - 5 所示的坐标。介质边界两边电磁 场均满足无源麦克斯韦方程组:
t )](w / h h
2)
h
2h
2h
第3章 微波传输线
式中, we为t不为零时导带的等效宽度; RS为导体表面电阻。
为了降低导体的损耗, 除了选择表面电阻率很小的导体材 料(金、 银、 铜)之外, 对微带线的加工工艺也有严格的要求。 一方面加大导体带厚度, 这是由于趋肤效应的影响, 导体带越厚, 则导体损耗越小, 故一般取导体厚度为 5~8 倍的趋肤深度; 另一 方面, 导体带表面的粗糙度要尽可能小, 一般应在微米量级以下。
(2) 介质衰减常数αd
对均匀介质传输线, 其介质衰减常数由下式决定:
ad
1 2
GZ0
27.3
0
tan
第3章 微波传输线
式中, tanδ为介质材料的损耗角正切。由于实际微带只有 部分介质填充, 因此必须使用以下修正公式
式中,
q
ad
e
27.3
(q e ) tan
0
r
为介质损耗角的填充系数。
r
一般情况下, 微带线的导体衰减远大于介质衰减, 因此一般
第3章 微波传输线
同理可得
EZ1 y
r
Ez 2 y
j
(1
1
r
)
E
y

第3章微波网络-微波技术与天线第2课件

第3章微波网络-微波技术与天线第2课件

第一章内容可知,传输线上的电压、电流是入射波与反射波的叠加
U(z) Ui (z) Ur (z)
I (z)
1 Z0
[Ui (z)
Ur
(z)]
引入归一化电压和归一化电流后
U
I
(z) (z)
Ui (z) Ui (z)
Ur Ur
(z) (z)
a a
b b
功率为
P Pi
Pr
1 2
2
Ui (z)
1 2
解: 根据阻抗参数定义
Z11
U1 I1
I2 0
jL
1 jC
图 3-5 型网络电路
Z 22
U2 I2
1
I10 jC

Z12
U1 I2
I10
1 jC

Z 21
U2 I1
I2 0
1 jC
阻抗矩阵为
jL 1
Z
jC 1
jC
1 jC 1
jC
第3章 微波网络 3.3.3转移矩阵
图3-6 双端口网络
Y12 Y22
UU12
其中
Y
Y11 Y21
Y12 Y22
Y11 Y21 /
/ Y01 Y01Y02
Y12 / Y01Y02 Y22 / Y02
Y01 1/ Z01 , Y02 1/ Z02
第3章 微波网络 例题 3-1 求如图3-4所示双端口网络的Z 矩阵和Y 矩阵。
解: 根据阻抗矩阵定义
1 2
Z11 Z 21
Z12 Z 22
I1 I2
或 U ZI
T2
第3章 微波网络
Z11
U1 I1

微波技术原理 第3章 传输线理论(第1-5节)

微波技术原理 第3章 传输线理论(第1-5节)

无失真线的条件 若传输线的损耗较大,β 一般不再是频率的
线性函数,因而相速vp 将随频率变化。即传输过 程中将出现色散,结果会导致传输信号失真。
但如果有损传输线的损耗参量和电抗参量能 满足以下关系:
那么
,就不会出现色散。——无失真线
作业:P118
3.2
§3.4 理想传输线中传输波的特性参量
i ( z , t ) = I(z) e jωt
+
u ( z , t ) = U(z) e jωt
-
Z0 ,β
ZL
-l
0Z
由于电流波和电压波到达终端负载时,都将 发生反射,所以在传输线(Z < 0)中既有入射波 又有反射波,总电压和总电流的波动函数为:
一. 反射系数 定义:反射波电压与入射波电压之比称为电压反
射系数,简称为反射系数,记为:Γ 。

Z0
RL>Z0

Z0
RL<Z0
|U|
|U|,|I|
|U|
|U|,|I|
|I|
|U|max
|I|
z 5λ/4 λ 3λ/4 λ/2 λ/4 O a)
z 5λ/4 λ 3λ/4 λ/2 b)
|U|min λ/4 O
理想传输线终端接纯电阻负载
五. 利用测量线测量终端负载阻抗的方法
P36 图片
θ=?

z
z
λ
z
5λ/4
Z0
u i
|U|
|I|
Zin
3λ/4
λ/2
λ/4
ZL=0 u,i 0 |U|,|I| 0 Zin
0
2. 终端开路(ZL=∞)
在这种情况下,传输线中电流波或电压波也是纯 驻波,终端负载Z=0处为电压波的波腹。

微波技术第三章TEM波传输波

微波技术第三章TEM波传输波

微波技术第三章TEM波传输波第三章 TEM波传输波低频传输线由于⼯作波长很长,⼀般都属“短线”范围,分布参数效应均被忽略,它们在电路中只起连接线的作⽤。

因此在低频电路中不必要对传输线问题加以专门研究。

当频率达到微波波段以上,正象我们在上章所述那样,分布参数效应已不可忽视了,这时的传输线不仅起连接线能量或信息由⼀处传⾄另⼀处的作⽤,还可以构成微波元器件。

同时,随着频率的升⾼,所⽤传输线的种类也不同。

但不论哪种微波传输线都有⼀些基本要求,它们是:(1)损耗要⼩。

这不仅能提⾼传输效率,还能使系统⼯作稳定。

(2)结构尺⼨要合理,使传输线功率容量尽可能地⼤。

(3)⼯作频带宽。

即保证信号⽆畸变地传输的频带尽量宽。

(4)尺⼨尽量⼩且均匀,结构简单易于加⼯,拆装⽅便。

假如传输线呼处的横向尺⼨、导体材料及介质特性都是相同的,这种传输线就称为均匀传输线,反之则为⾮均匀传输线。

均匀传输线的种类很多。

作为微波传输线有平⾏双线、同轴线、波导、带状线以及微带等等不同形式。

本章将对⼏种常⽤的TEM波传输线作系统论述。

§3-1 双线传输线所谓双线传输线是由两根平⾏⽽且相同的导体构成的传输系统。

导体横截⾯是圆形,直径为d,两根导体中⼼间距为D,如图3-1-1所⽰。

图3-1-1 平⾏双线传输线⼀、电磁场分布关于双线上的电压、电流分布规律,已在前章详细讨论过。

本章将给出沿线电场和磁场的分布。

电磁波在⾃由空间是由⾃由⾃在地传播着,电、磁场在时间上保持同相位,⽽在空间上是相互交并垂直于传播⽅向,如图3-1-2所⽰。

若电磁波沿传输线传播,就要受到传输线的限制和约束。

在双线传输线上流有交变的⾼频电流,因⽽导线上积累有瞬变的正负电荷。

线上电磁场可⽤下式表⽰(向+z⽅向传播的⾏波)(3-1-1)图3-1-2 ⾃由空间电磁波的传播(3-1-2) 式中,、分别代表电、磁场的振幅值,它们的相互关系是(3-1-3) 称为波阻抗。

电场从⼀根导线的正电荷出发落到另⼀导线的负电荷上,电场是由线上的正负电荷⽀持,电⼒线不是封闭线。

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但当频率f低于某一个临界值f0时,微带线的 色散可以不予考虑,其临界频率f0为 :
f0

0.95
(r 1)1/ 4
z0 (GHz) h
(3―3―9)
同轴线
第3章 微波传输线
同轴线传输线所传输的电磁波频率范围较平行双线 高,适用于厘米波段,是目前常用的微波传输线。
若频率继续提高,同轴线的横截面尺寸必须相应减 小,才能保证它只传输TEM模,这样会导致同轴线的导体 损耗增加,传输功率容量降低。因此同轴线又不能传输 更高频率的电磁波,一般只适用于厘米波段。
典型的应用: 有限电视网 卫星地面接收站 高速局域网
第3章 微波传输线
波导(空心金属管)当横截面尺寸与工作波长满足 一定关系时,可以传输电磁波。是微波波段常用的 传输线。在低频段不采用波导来传输能量,否则尺 寸太大,重量太重
矩形波导
圆波导
缺点:频带窄 采用脊波导加宽频带
第3章 微波传输线
电子产品的发展方向—“小” 优点:体积小,重量轻,频带宽 缺点:损耗大,功率容量小 主要用于小功率的微波系统
微带
第3章 微波传输线
带状线
带状线可以看做三层微带传输线
第3章 微波传输线
3―2 带状线
带状线由一条厚度为t,宽度为W的矩形截面的中心导 带和上、下两块接地板构成。两接地板的距离为b。中 心导带的周围媒质可以是空气,也可以是其它介质。带 状线中传输的主模为TEM模。
带状线
第3章 微波传输线
第3章 微波传输线
第3章 微波传输线
一、微带线中的主模 对于空气介质的微带线, 周围是均匀的空 气,因此它可以存在无色散的TEM模。 实际的微带线是制作在介质基片上的, 由 于存在空气和介质的分界面,只能存在TE模和 TM模的混合模。 在微波波段的低频端由于场的色散现象很 弱,传输模式类似于TEM模,故称为准TEM模。
第3章 微波传输线
等效微带线中波的相速度为
vp
v0
re
微带线中波的相波长为
(3―3―3)
p
0 re
微带线中单位长度的电容为
(3―3―4)
C1 C re 01
(3―3―5)
故微带线的特性阻抗为
Z0
Z01
re
第3章 微波传输线
应用保角变换方法确定空气微带线的电容C01和实际微带 线的电容C1,两者比值的倒数为相对等效介电常数,即
Z01

1 v0C01
(3―3―2)
第3章 微波传输线
空气微带线
vp v0 C1 C01
实际微带线
v0 r vp v0 C01 C1 rC01
全部用介质填充
vp v0 r C1 rC01
等效微带线 等效介电常数
1 re r vp v0 re C1 C re 01
第3章 微波传输线
二、微带线的特性阻抗
在微波波段微带线工作在弱色散区,因此把 微带线的工作模式当作TEM模来分析,这种方法 称为“准静态分析法”。
由前面分析知道TEM模传输线的特性阻抗的来自计算公式为Z0
1 v pC1
(3―3―1)
第3章 微波传输线
对于图3―3―2(a)所示的空气微带线,微带 线中传输TEM模的相速度vp=v0(光速),并假设 它的单位长度上电容为C01,则其特性阻抗为
1 2
]
2

(3―3―8)
第3章 微波传输线
右图为空气微带线特性 阻抗Z01及填充因子q和微带 线w/h的关系曲线。
可以查实际微带线特性 阻抗Z0和εr、w/h的关系曲 线或表格,这些曲线和表格 在微波工程手册中均可查得。
第3章 微波传输线
三,微带线的色散特性 当频率比较高时,微带线中的传输模式不是 TEM模,而是混合模。微带线中的电磁波出现色散 现象。
第3章 微波传输线
TEM模传输线 准TEM模
TE模和TM模传输线
介质波导
介质镜像线
图 3―1―1
表面波传输线
第3章 微波传输线
平行双线用于传输低频微波能量和信号;
当频率提高到其波长和两根导线间的距离可以相
比时,电磁能量会通过导线向空间辐射出去,损耗随之
增加,频率愈高,损耗愈大,因此在微波的高频段,平行
双线不能用来作为传输线。
典型的平行双线: 连接天线和电视机的扁平馈线 计算机的USB延长线 电源线
固定电话线
平行双线
第3章 微波传输线
同轴线是由同轴的内、外导体构成的双导体传输线。 同轴线主要以TEM模工作方式广泛应用于宽频带馈 线。但当同轴线的横向尺寸与工作波长可以比拟时,同 轴线中将出现TE和TM模,即同轴线的高次模。
第3章 微波传输线
一、特性阻抗
TEM模传输线特性阻抗的计算公式为
Z0
L1 1 C1 vpC1
(3―2―1)
式中L1和C1分别为带状线单位长度上的分布电感和分
布电容;vp为带状线中TEM模的传播速度。
第3章 微波传输线
3―3 微带传输线
介质基片的一边为中心导带,另一边为接地 板,其基片厚度为h,中心导带的宽度为w。
re

C1 C01
1
q( r
1)
(3―3―7)
式中q为填充因子,表示介质填充的程度。当q=0,则
εre=1,表示无介质填充;当q=1,则εre=εr,表示全部介 质填充。可以证明q值主要决定w/h值,而与εr关系不大, 其计算公式为
Z0
Z01
re
q

1
[1
(1
10h
)

第3章 微波传输线
第3章 微波传输线
3―1 引言 3―2 带状线 3―3 微带传输线
傅佳辉 fjh@ 主楼704
第3章 微波传输线
3―1 引言
微波传输线:用来传输微波信号和微波能量的传 输线。
微波传输线可分为三类: 1.TEM模传输线(包括准TEM模传输线) 2.TE模和TM模传输线 3.表面波传输线
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