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《电磁场与电磁波》听课笔记:35

             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[√((R122L12)(G122C12))-(ω2L1C1-R1C1)])

                        β=√(1/2[√((R122L12)(G122C12))+(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')

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