第08章電磁波傳播與輻射

第08章電磁波傳播與輻射第一頁，共25頁。前言導(dǎo)行波系統(tǒng)即微波傳輸線

平行雙線傳輸線同軸線第二頁，共25頁。傳輸線方程及其解傳輸線等效一般將截面尺寸、形狀、媒質(zhì)分布、材料及邊界條件均不變的導(dǎo)波系統(tǒng)稱為規(guī)則導(dǎo)波系統(tǒng)，又稱為均勻傳輸線。第三頁，共25頁。

當(dāng)高頻電流通過傳輸線時(shí)，導(dǎo)線將產(chǎn)生熱耗，這表明導(dǎo)線具有分布電阻；由于導(dǎo)線間絕緣不完善而存在漏電流，這表明沿線各處有分布電導(dǎo)；電流通過導(dǎo)線，在周圍產(chǎn)生磁場，即導(dǎo)線存在分布電感；兩導(dǎo)線間存在電壓，其間有電場，則導(dǎo)線間存在分布電容。這四個(gè)分布元件可分別用單位長分布電阻R0、單位長分布漏電導(dǎo)G0、單位長分布電感L0和單位長分布電容C0來描述。其等效電路如下圖：第四頁，共25頁。第五頁，共25頁。方程：有耗情況下TEM波傳輸線基本方程

此方程組可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為：第六頁，共25頁。R0、L0、G0、C0即為傳輸線的分布參數(shù)，對于均勻傳輸線，它們是常數(shù)第七頁，共25頁。方程的解

其中：第八頁，共25頁。且:

均勻傳輸線波動(dòng)方程

解得：第九頁，共25頁。傳輸線的特性阻抗由邊界條件決定第十頁，共25頁。（1）若已知終端電壓U2、電流I2，時(shí)：可解得：第十一頁，共25頁。（2）若已知始端電壓電流，且時(shí)：解得：第十二頁，共25頁。傳輸線上任一點(diǎn)處的電壓和電流為：第十三頁，共25頁。傳輸線上波的傳輸特性參數(shù)特性阻抗第十四頁，共25頁。等效阻抗（輸入阻抗）不考慮振幅衰減時(shí)：▲第十五頁，共25頁。傳播常數(shù)第十六頁，共25頁。反射系數(shù)▲第十七頁，共25頁。三者之間的關(guān)系:或利用：確定z’大小，即增加多長的傳輸線第十八頁，共25頁。例題：求解圖示分布參數(shù)電路的輸入阻抗（傳輸線無損耗，即幅度衰減為0）。解：▲第十九頁，共25頁。傳輸線工作狀態(tài)行波駐波混合波取決于傳輸線上有無反射波存在第二十頁，共25頁。1，行波狀態(tài)（匹配）無耗傳輸線：電壓、電流振幅恒定；電壓、電流無相位差；各點(diǎn)輸入阻抗等于特性阻抗，且等于負(fù)載。▲第二十一頁，共25頁。2，駐波狀態(tài)（不匹配，全反射）▲無損耗傳輸線：任意t，電壓和電流波形的波腹點(diǎn)和波節(jié)點(diǎn)位置固定；電壓和電流在時(shí)間相位有90度相差；電壓和電流在空間相位錯(cuò)開4分之1波長；沒有功率傳輸。第二十二頁，共25頁。3，混和波狀態(tài)（非全反射）駐波比：行波系數(shù)：混合波狀態(tài)時(shí)：第二十三頁，共25頁。例題：求解