微波技术与天线刘学观第1.1节

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1、微波技术与天线第一章 均匀传输线理论之均匀传输线方程及其解 第一章第一章 均匀传输线理论均匀传输线理论 1.1节节 均匀传输线方程及其解均匀传输线方程及其解 1.2节节 传输线的阻抗与状态参量传输线的阻抗与状态参量 1.3节节 无耗传输线的状态分析无耗传输线的状态分析 1.4节节 传输线的传输功率、效率与损耗传输线的传输功率、效率与损耗 1.5节节 阻抗匹配阻抗匹配 1.6节节 史密斯圆图及其应用史密斯圆图及其应用 1.7节节 同轴线的特性阻抗同轴线的特性阻抗 微波技术与天线第一章 均匀传输线理论之均匀传输线方程及其解 n传输线分类传输线分类n均匀传输线等效及传输线方程均匀传输线等效及传输线方

2、程n传输线方程解的分析传输线方程解的分析 n本节要点本节要点1.1 均匀传输线方程及其解均匀传输线方程及其解微波技术与天线第一章 均匀传输线理论之均匀传输线方程及其解 1.微波传输线定义及分类微波传输线定义及分类n第一类是双导体传输线，它由二根或二根以第一类是双导体传输线，它由二根或二根以上平行导体构成，因其传输的电磁波是横电磁上平行导体构成，因其传输的电磁波是横电磁波（波（TEM波）或准波）或准TEM波，故又称为波，故又称为TEM波波传输线，主要包括平行双线、同轴线、带状线传输线，主要包括平行双线、同轴线、带状线和微带线等。和微带线等。 微波传输线是用以传输微波信息和能量的各微波传输线是用以

3、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。磁波沿一定方向传输，因此又称为导波系统。 微波技术与天线第一章 均匀传输线理论之均匀传输线方程及其解 n第二类是均匀填充介质的金属波导管，因电磁波第二类是均匀填充介质的金属波导管，因电磁波在管内传播，故称为波导，主要包括矩形波导、在管内传播，故称为波导，主要包括矩形波导、圆波导、脊形波导和椭圆波导等。圆波导、脊形波导和椭圆波导等。n第三类是介质传输线，因电磁波沿传输线表面传播，第三类是介质传输线，因电磁波沿传输线表面传播，故称为表面波波导，主要包括介质波

4、导、镜像线和单故称为表面波波导，主要包括介质波导、镜像线和单根表面波传输线等。根表面波传输线等。微波技术与天线第一章 均匀传输线理论之均匀传输线方程及其解 2. 均匀传输线方程均匀传输线方程n当高频电流通过传输线时，在传输线上有：当高频电流通过传输线时，在传输线上有：n导线将产生热耗，这表明导线具有分布电阻；导线将产生热耗，这表明导线具有分布电阻；n在周围产生磁场，即导线存在分布电感在周围产生磁场，即导线存在分布电感；n由于导线间绝缘不完善而存在漏电流，表明沿线各处有分布电导；由于导线间绝缘不完善而存在漏电流，表明沿线各处有分布电导；n两导线间存在电压，其间有电场，导线间存在分布电容。两导线间

5、存在电压，其间有电场，导线间存在分布电容。n这四个分布元件分别用单位长分布电阻、漏电导、电感这四个分布元件分别用单位长分布电阻、漏电导、电感和电容描述。和电容描述。微波技术与天线第一章 均匀传输线理论之均匀传输线方程及其解 n设时刻设时刻t在离传输线终端在离传输线终端z处的电压和电流分别为处的电压和电流分别为u(z,t) 和和i(z,t)，而在位置而在位置z+ z处的电压和电流分别为处的电压和电流分别为u(z + z,t)和和i(z + z,t)其上任意微分小段等效为由电阻其上任意微分小段等效为由电阻R z 、电感、电感L z 、电容、电容C z 和漏电导和漏电导G z组成的网络。组成的网络。

6、n设传输线始端接信号源，终端接负载，坐标如图所示。设传输线始端接信号源，终端接负载，坐标如图所示。 zz+ zzz0i(z+ z,t)i(z,t)u(z+ z,t)u(z,t)R zL zG zC zzz+ z微波技术与天线第一章 均匀传输线理论之均匀传输线方程及其解 ttzzuzCtzzzuGtzitzzittzizLtzziRtzutzzu),(),(),(),(),(),(),(),(ttzuCtzGuztzittziLtzRiztzu),(),(),(),(),(),(n对于角频率为对于角频率为 的正弦电源，传输线方程的正弦电源，传输线方程 为为)(d)(d)(d)(dzYUzzIzZ