二.传播常数
传播常数γ决定了均匀传输上入射波和反射波的传播特性。γ=α+jβ=√((R1+jωL1)(G1+jωC1))
由上式可得其实部α和虚部β:α=√(1/2[√((R12+ω2L12)(G12+ω2C12))-(ω2L1C1-R1C1)])
β=√(1/2[√((R12+ω2L12)(G12+ω2C12))+(ω2L1C1-R1C1)]) 此时,均匀传输线的入射波和反射波
沿其传播方向不仅相位依次落后,且其振幅也按指数规律衰减。对于无损耗线(R1=0,G1=0),
则α=0,β=ω√(L1C1) 即无损耗传输线中TEM模的相位常数β就等于传播空间的波数k。对于
低损耗线(R1<<ωL1,G1<<ωC1),故α≈1/2(R1√(C1/L1)+G1√(L1/C1)) β≈ω√(L1C1))
式中γ=√((R1+jωL1)(G1+jωC1))=α+jβ 电压波动方程的通解为U(z)=A1e-γz+A2e+γz
三.相速
对于无损耗传输线,除了相位常数外,还可用相速度Up和波长λ来描述波的传播规律。
Up=ω/β=1/√(L1C1)=1/√(με) λ=2π/β=1/(f√(L1C1))=1/f(√(με)) 可见,无损耗的均匀传输线
中TEM模的相速就等于电磁波传播的速度,而波长也是电磁波的波长。对于有损耗线β是频率
的复杂函数,故此时的相速与频率有关,呈现色散效应。
6.4 均匀传输线的阻抗和反射系数
一.阻抗
传输线上任一点上向负载方向看过去(任意横截面上)的阻抗等于该点总的电压与总电流的
比值。按此定义,传输线上距终端z'处的阻抗为:
Zin(z')=U(z')/I(z')=(U2chγz'+I2z0shγz')/(I2chλz'+(U2/z0)shγz')=Z0(Z1chγz'+IZ0shγz')/(Z0chλz'+Z1shγz')
=Z0(Z1+Z0thγz')/(Z0+Z1thγz') 式中Z1=U2/I2为终端负载阻抗,对于无损耗线(α=0,γ=jβ),则
Z(z')=Z0(Z1+jZ0tanβz')/(Z0+jZ1tanβz')