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（以后將陸續(xù)介紹電波與天線方面的相關(guān)知識(shí)，本次主要介紹傳輸線方面的基礎(chǔ)知識(shí)）

 傳輸線概念：傳輸電能的工具就叫傳輸線（或饋電線）又稱饋線。

在無(wú)線電工程中，我們常常需要用導(dǎo)體把高頻電能從這一部分電路傳送到一定距離以外的另一部分電路中去，例如通過(guò)饋電線從發(fā)射機(jī)把高頻能量傳送到發(fā)射天線上去，或者從接收天線把高頻能量傳送到接收機(jī)中去。

傳輸線的結(jié)構(gòu)形式：二根金屬導(dǎo)體組成的平行雙線；四根或六根金屬導(dǎo)體組成的傳輸線；同軸線（同軸電纜）；波導(dǎo)；微帶線等等。

如下圖：

上圖中(a)為平行雙線；(b)為同軸軸電纜；(c)為波導(dǎo)；(d)為微帶線。

傳輸線形式不相同，這是因?yàn)樗鼈兪褂玫念l段不盡相同。

對(duì)傳輸線的要求：

1、 傳輸能量的效率要高，也就是在傳輸能量過(guò)程中在線上損耗要小。

2、 它不應(yīng)該直接輻射電磁波或接收電磁波，也就是說(shuō)傳輸線在傳輸能量過(guò)程中不應(yīng)該有“天線效應(yīng)”。

3、 功率容量盡可能大些，也就是說(shuō)在傳輸一定功率時(shí)，導(dǎo)線間最大電壓、線上最大電流、最大電場(chǎng)應(yīng)盡可能小些，這一點(diǎn)對(duì)發(fā)射天線的饋電線尤為重要。

4、 傳輸線的電特性、機(jī)械結(jié)構(gòu)等應(yīng)保持穩(wěn)定。

在電臺(tái)通信中，它是將發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的高頻電流能量傳輸給發(fā)射天線，或者是將接收天線接收來(lái)的高頻電流能量傳送到接收機(jī)中去。它的電特性應(yīng)有盡可以能小的損耗與天線效應(yīng)（發(fā)射信號(hào)或接收信號(hào)），信號(hào)不失真，一定的功率容量。此外，還應(yīng)有合適的機(jī)械特性，如合適的尺寸、強(qiáng)度等等。

均勻“長(zhǎng)線”、“短線”、“電長(zhǎng)度”的概念   “長(zhǎng)線”與“短線”是一個(gè)相對(duì)概念，是指?jìng)鬏斁€的長(zhǎng)度是否可與其長(zhǎng)度相比較。 由于在高頻條件下工作，傳輸線的長(zhǎng)度往往可以和其高頻信號(hào)的波長(zhǎng)相比較，這時(shí)的傳輸線就稱為長(zhǎng)線。例如在波長(zhǎng)為厘米級(jí)時(shí)，長(zhǎng)線也不過(guò)只有幾厘米長(zhǎng)的尺寸。與此相反，在電力工程中，工作頻率為50Hz的信號(hào)，波長(zhǎng)為6000km，這樣即使傳輸線有300km長(zhǎng)，它也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)，還是只能稱為“短線”。傳輸線與波長(zhǎng)之比通常稱為電長(zhǎng)度，電長(zhǎng)度這個(gè)概念很有用，在以后的天線理論中要經(jīng)常用到。  若沿傳輸線各處橫截面是均勻的，即傳輸線各處的截面形狀、尺寸、材料都不變，這種傳輸線稱為均勻傳輸線。   

入射波與反射波：傳輸線上任一點(diǎn)的電壓、電流波均有兩部分組成，由傳輸線始端傳向終端的波稱為人射波，由傳輸線終端傳向始端的波稱為反射波。  

傳輸線上的損耗主要有兩個(gè)方面：第一是金屬損耗，頻率越高，波在導(dǎo)線上的趨膚效應(yīng)越顯著，也就是講真正起傳輸能量的導(dǎo)線橫截面積越小，電阻越大，損耗也越大；第二是介質(zhì)損耗。

傳輸線的特性阻抗：傳輸線上任一點(diǎn)的人射波或反射波的電壓與電流之比為傳輸線的特性阻抗。

上式中對(duì)于雙線，D為兩平行線的間距，d為導(dǎo)線的直徑；對(duì)于同軸線，D為同軸線外導(dǎo)體的內(nèi)直徑，d為同軸線內(nèi)導(dǎo)體的外直徑。

 研究傳輸線的方法    盡管傳輸線的形式很多，應(yīng)用的頻段也不相同，但它們作為能量的傳輸工具還是有很多性質(zhì)相一致的。不管是同軸線、波導(dǎo)，還是微帶線都可以等效成雙線傳輸線來(lái)分析，抓住其共性，然后在具體應(yīng)用中要注意其特性。 大家熟悉的電路中，電路總是由導(dǎo)線、電阻、電感、電容等元件所組成。這種電路電場(chǎng)往往集中在電容器上，而磁場(chǎng)則往往集中在電感線圈上，并且在某一封閉回路中，各點(diǎn)電流都相同。不管用了多少導(dǎo)線，線上不存在電阻、電感、電容等值。我們稱這種電路為集中參數(shù)電路。這對(duì)一般在低頻段用其來(lái)分析問(wèn)題比較簡(jiǎn)單。在傳輸線傳輸高頻信號(hào)能量時(shí)，上述集中參數(shù)電路的條件就不能滿足了，這時(shí)傳輸線的導(dǎo)線單位長(zhǎng)度上就有電阻、電感，電容、電導(dǎo)存在，不能忽視。這種在高頻條件下傳輸電磁能量的傳輸線稱為分布參數(shù)的傳輸線，參數(shù)沿傳輸線長(zhǎng)度方向沒(méi)有變化的傳輸線則稱為均勻分布參數(shù)式的傳輸線。研究傳輸線問(wèn)題，一般有兩種方法：一種是“場(chǎng)”的方法，另一種是“路”的方法。應(yīng)用“場(chǎng)”的觀點(diǎn)，用場(chǎng)的方程結(jié)合傳輸線的邊界條件來(lái)研究傳輸線內(nèi)部的電磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)變化規(guī)律等，可獲得嚴(yán)格的理論證明和明確的物理概念?！奥贰钡姆椒ň褪谴蠹冶容^習(xí)慣的用電路的觀點(diǎn)來(lái)分析傳輸線——即把傳輸線分成若干小段。在這小段上單位長(zhǎng)度的電阻、電感、電容、電導(dǎo)又可視為集中的參數(shù)。

 傳輸線的負(fù)載特性    傳輸線上任一點(diǎn)的電壓、電流都是由入射波和反射波迭加而得。從波的物理意義上不難理解，如果一個(gè)電壓、電流波從始端向負(fù)載沿線傳播，即為入射波。當(dāng)波到達(dá)終端時(shí)，如果負(fù)載阻抗Z。與傳輸線特性阻抗W。不相等，終端的電壓、電流必然要突變。破壞波的傳輸條件，造成終端反射，線上出現(xiàn)由負(fù)載向始端行進(jìn)的反射波。這種情況下線上任一點(diǎn)都同時(shí)存在入射波、反射波，它們都是行波，有相同的頻率，相反的傳播方向，振幅和相位關(guān)系則取決負(fù)載特性。

反射系數(shù)：傳輸線上某一點(diǎn)的反射系數(shù)P。定義為該點(diǎn)反射波電壓（電流）與該點(diǎn)入射波電壓（電流）之比。             

一、負(fù)載阻抗等于傳輸線的特性阻抗的傳輸線    

當(dāng)負(fù)載＝時(shí)，傳輸線上只有入射波，沒(méi)有反射波，而且是行波，這種工作狀態(tài)稱為匹配狀態(tài)。這時(shí)的負(fù)載就稱為匹配負(fù)載。

二、終端開(kāi)路的傳輸線   

開(kāi)路線即負(fù)載為“無(wú)窮大”，負(fù)載上沒(méi)有電流，所以負(fù)載上沒(méi)有能量的消耗。入射波能量不為負(fù)載所吸收，而且終端斷開(kāi)，波又不能繼續(xù)向前傳播，因而入射波到達(dá)終端要引起全反射形成反射波，反射波的大小等于入射波。在終端上電流為零，說(shuō)明終端上電流反射波與電流入射波大小相等，相位差180度過(guò)，合成以后使I=0；；而電壓波在終端上反射波等于入射波。

三、負(fù)載阻抗等于傳輸線的特性阻抗的傳輸線，當(dāng)負(fù)載與特性阻抗相同時(shí)，傳輸線上只有入射波，沒(méi)有反射波，而且是行波，這種工作狀態(tài)稱為匹配狀態(tài)。這里的負(fù)載就稱為匹配負(fù)載。

傳輸線的等效阻抗：傳輸線上電壓與電流的瞬時(shí)值在各個(gè)不同位置上都有一定的數(shù)值，所以傳輸線上任一點(diǎn)電壓、電流都有一具體的數(shù)值，隨之在該點(diǎn)電壓與電流之比也將有一確定的數(shù)值，這個(gè)比值叫做傳輸線在該點(diǎn)處的等效阻抗。這個(gè)等效阻抗也就是在任意處向負(fù)載端看時(shí)的輸入阻抗，表示如下：

等效阻抗是一個(gè)很有用參量，引進(jìn)這一參量后，我們所選定點(diǎn)右端（向負(fù)載方向）的一段傳輸線可以等效成在該點(diǎn)處的等效阻抗。

我們?cè)趯?shí)際工作中（如連結(jié)收、發(fā)信機(jī)與饋線或連結(jié)天線與饋線）要做到的就是輸入端的等效阻抗等于傳輸線的特性阻抗，即建立匹配負(fù)載。我們?cè)谥虚g加入阻抗變換器等的目的也是為此，從而使得反射波盡可能的小，反射系數(shù)盡可能的小。這對(duì)天線來(lái)講也就是駐波比小。

本文中的相關(guān)知識(shí)主要參考大連海事大學(xué)段榮春教授主編的《電波與天線》