关于传输线的一些基本常识

关于传输线的一些基本常识

最近，常有朋友询问天线制作中有关电缆连接方面的一些问题，我想在这里谈一些个人的体会。其实，本人觉得这些问题的提出，主要是缺乏长线、短线的概念造成的。首先介绍两个特殊的传输线段：１／４波长传输线和１／２波长传输线，见下图。

图中是一段１／４波长传输线，例如我们常用的７５Ω和５０Ω射频同轴电缆，选取一定的长度，便可成为某一频点的１／４波长传输线。这一段传输线在对应的频点上有一非常重要的特性：Ａ端短路时，Ｂ端阻抗呈无限大；Ｂ端短路时，Ａ端阻抗呈无限大。同理，一端开路时，另一端阻抗呈无限小。

这一特性同样也适用于下图所示的平行传输线，例如早些年常用的３００Ω平衡传输线。

１／４波长线的这种特性有时能为我们带来极大的方便，如下图的半波振子天线就利用了这一特性。

上左图为常用的由两根金属条或金属管构成的半波振子天线，这种天线不象折合振子天线那样有零电位点可共固定之用，用上右图所示的方法就能很好地解决问题。虚线内的结构可看作下端短路的１／４波长传输线，上端阻抗呈无限大，正好可用来作为固定半波振子支撑结构。

于是，下图的结构也就很容易理解了。

再看下图的2.4GHz频段馈源，便是这种结构。

微波馈线系统

1/4波长的传输线有其特殊性。我们知道，传输线的输入阻抗与其长度有关，假设传输线的长度为l 相位常数为α，特性阻抗为Z c ，负载为Z o ，则该传输线的输入阻抗为

假设图中的阶梯式阻抗变换器其两节1/4波长同轴线外导体内径分别为D 1和D 2，相应的特性阻抗分别为Z c1和Z c2。且左端第一节1/4同轴线的输入阻抗与输入端所接同轴电缆的阻抗相匹配，即Z i1=Z 1=75Ω。而第二节1/4一波长同轴线的输出阻抗与输出端所接同轴电缆的阻

抗相匹配，即Z o2=Z o2=50Ω。同时为使两节1/4同轴线之间匹配，应有第一节1/4波长同轴线的输出阻抗等于第二节的特

性阻抗，而第二节1/4波长同轴线的输入阻抗等于第一节的特性阻抗，即Z o1=Z c2、Z i1=Z c1。因此可建立以下联立式

将Z c1=65Ω、Z c2=57Ω以及d =7mm ，带入公式（3-11）可计算的D 1和D 2，即阶梯式阻抗变换器中两节1/4波长同轴线的外导体内径大小。

阶梯式阻抗变换器结构剖面图