微波课件2-1234.pptVIP

§2.1　概　论 §2.3　同轴线 (Coaxial line) 2．损耗（Loss) 2．3．4 同轴线尺寸的选择 §2.4　矩形波导(Rectangular Waveguide) 2．4．1 矩形波导的结构与场分布 2．4．2 矩形波导的基本特性参数 1．截止波长和单模传输条件 2．波导波长(Waveguide Wavelength) 4．波阻抗和等效阻抗(Wave Impedance Equivalent Impedance) 5．功率容量与衰减常数 * 第 2 章　各种形式的微波传输线 　　§2.1　概　论 　　§2.2　平行双线 　　§2.3　同轴线 　　§2.4　矩形波导 　　§2.5　圆形波导 　　§2.6　介质波导 第 2 章　各种形式的微波传输线 　　§2.7　微带线 　　§2.8　平行耦合微带线 　　§2.9　槽线 共面波导 鳍线 基片集成波导 　　§2.10　微波传输线中波的激励与 模式转换 第 2 章　各种形式的微波传输线 微波传输线: 用来引导和传输微波能量和信息的装置。 　　§2.2　平行双线 (Parallel Two-Wire) 主模：横电磁波/TEM波 　　由电磁场理论可得单位长度上的分布参数 　　无耗平行双线的特性阻抗 对于无耗非铁磁媒质，? ? ?0 = 4? ? 10?7 ? = ?r?0 无耗平行双线特性阻抗可改写为 当 D d 时，可得近似表达式 　　无耗平行双线传输的电磁波和无限大理想介质中传输的均匀平面电磁波同属TEM波，二者的传输参量相同。 　　无耗平行双线为非色散传输线（传输的电磁波为非色散波） ，具有宽频带的特点。 　 平行双线中的相速与频率无关，群速等于相速 　　 ：真空中TEM波的波长，又称工作波长。 　　实际中还常用近地单导线传输线代替双导线传输线。 　　图 (b) 等效平行双线的特性阻抗 　 近地单导线的特性阻抗 当H d 时，近地单导线特性阻抗 同轴线有两种类型: 1、由绝缘垫圈支撑内、外导体的硬同轴线； 2、内、外导体之间为软绝缘介质的软同轴线(同轴电缆)。 主模：TEM模 高次模：TE模和TM模。 　　2．3．1 同轴线中的TEM模 　　同轴线工作在TEM模，所以具有宽频带特性，可以从直流一直工作到毫米波波段。 应用：在微波整机系统、微波测量系统、微波元器件中得到了广泛的应用。 　　由电磁场理论可得同轴线的分布参数 　　无耗同轴线的特性阻抗为 　　同轴线中TEM模的传输参数 　?0、c 分别为真空中的波长和光速。 2．3．2 同轴线中的高次模 对于填充相对介电常数为 ?r 的同轴线 ?min：传输信号中最高频率对应的介质中的波长。 在所有高次模中，TE11模的截止波长最长。 只传输TEM模的单模传输条件： 2．3．3 功率容量与损耗 1．功率容量(Power Capacity) 在行波状态下， 　　同轴线的功率容量 　　击穿电压Vb与击穿电场强度Eb的关系 同轴线的功率容量 传输线中传输的平均功率 例： 50—16 型硬同轴线，b = 8 cm，a = 3.745 cm，?r = 1，Eb = 30 kV/cm，其功率容量Pb = 760 kW。 　　传输 TEM 模时，因导体损耗而引起的衰减系数 ：同轴线金属的表面电阻。 　　 同轴电缆中因介质损耗而引起的衰减系数 tan? ：同轴线所填充介质的损耗角正切。 注：上式中第 1 个因子与频率 f 成正比，损耗角正切也随频率升高而增加，故介质损耗随频率而升高。 　 选择同轴线尺寸的原则： 　1、为保证只传输 TEM 模 ? ? ?(a + b) 　　 2、功率容量 限定 b 值，改变 a，则传输功率也将随之改变。 　　1)保证在给定的工作频带内只传输 TEM 模； 　　2)满足功率容量要求，即传输的功率尽量大； 　　3)损耗小。 　　功率容量最大的条件是 dPb/da = 0， 满足上式条件、内部充以空气的同轴线，其特性阻抗为 Z0 = 30 ?。 　　3、衰减最小的条件是 d?c/da = 0， 　　b 一定时可得最小衰减条件 由此得 衰减常数 满足衰减最小条件且内部充以空气的同轴线的特性阻抗为 Z0 = 76.71 ?。 　　功率容量最大和衰减最小要求的同轴线尺寸 b/a 的值不一样，必须兼顾考虑。 　 通常，同轴线的特性阻抗有 75 ? 和 50 ? 两个标准。 　　 特性阻抗为 75 ? 时，主要考虑到衰减最小的要求。