(一)
傳輸線可以等效為電阻,電感串聯,電導,電容并聯,如下圖所示。
這個等效圖,可以這樣理解。
首先,這個圖取的是傳輸線上無線小的一段,dZ,而傳輸線是由無數段這樣的小段組成的。
以微帶線為例,上層和下層導體,為做了表面處理的銅,而銅具有有限的電導率,所以為有電阻效應。
同時,微帶線上層和下層導體之間形成的電流環路,會產生電感效應。
然后,上層和下層導體之間的介質,有介電損耗,等效為電導。
電容就很容易理解了,上層和下層導體,再加上中間的介質,妥妥的電容效應。
然后就利用基爾霍夫電壓定律和基爾霍夫電流定律,就能得出下面的等式。基爾霍夫電壓定律就是說閉合環路上的電壓和為0;基爾霍夫電流定律就是說流入一個節點電流等于流出該節點的電流。
將式1和式2除以△z,并使得△z—>0,可以得到下式:
如果電壓和電流都是時諧場的話,即都是電磁場隨時間余弦或正弦變化,則電壓和電流都可以用相量來表示。
即v(z,t)=Re{v(z)exp(jwt)},i(z,t)=Re{i(z)exp(jwt)}
相量表示時,式中沒有exp(jwt)和Re{.},這是因為大家達成共識,不用寫,但是實際上是有的。
所以用相量表示后,上述中的式3和式4,即可得到:
然后把6式代入5式,即可得到式7;同樣,把式5代入式6,即可得到式8。
式7和式8的解為:
如果把式9代入式5,可以得到:
與式10一對比,即可得到:
在很多實際應用中,傳輸線的損耗很小,可以被忽略,從而使得計算過程得到簡化。
忽略傳輸線的損耗,即使R=G=0,
所以可以得到:
(二)
從上面得到的傳輸線上的電壓和電流的表達式中,可以看到,電壓和電流的表達式,都分為兩個部分,一個沿+z軸傳輸的波,另一個沿-z軸傳輸的波,即一個入射波,一個反射波。
假設一個傳輸線,終端的負載阻抗為ZL,ZL為任意值,且假設負載的接入處為z=0處。
假設,從z<0處,有一個來自源端的入射波,形式為:
然后到達負載處,為產生一個反射波,此時傳輸線上的總電壓,如式14和15所示。
z=0處,電壓和電流的比值,即等于負載阻抗的值,即:
所以,傳輸線上的電壓反射系數為:
傳輸線上的輸入阻抗為:
審核編輯:劉清
-
電容器
+關注
關注
64文章
6208瀏覽量
99336 -
電阻器
+關注
關注
21文章
3763瀏覽量
62052 -
等效電路
+關注
關注
6文章
292瀏覽量
32735 -
串聯電感
+關注
關注
0文章
29瀏覽量
8045 -
基爾霍夫電流定律
+關注
關注
2文章
27瀏覽量
8119
原文標題:原來如此簡單,就能推導出傳輸線上的反射系數
文章出處:【微信號:加油射頻工程師,微信公眾號:加油射頻工程師】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
發布評論請先 登錄
相關推薦
評論