均匀传输线.ppt

,分布参数电路和均匀传输线的概念均匀传输线方程及其正弦稳态解均匀传输线的副参数、特性阻抗和传播函数的概念行波、入射波、反射波的概念无损耗传输线及其方程以及波过程,第十八章均匀传输线,,,18-1.分布参数电路,1.集总参数电路,2.分布参数电路,18-2.均匀传输线及其方程,（a）两线架空线,（b）同轴电缆,（c）二芯电缆,（d）一线一地传输线,,,,若单位长度上传输线的电阻电感及单位长度导线间的电容电导沿线处处相等，则称为均匀传输线。,在上述传输线中，为了计及沿线电压与电流的变化，必须认为导线的每一元段（无限小长度的一段）上，在线上具有无限小的电阻和电感；在线间则有电容和电导。于是构成传输线的分布参数模型。,在实际中，传输线不可能是均匀的，但为了便于分析起见，通常忽略造成不均匀的因素而把实际的传输线当作均匀传输线。以后的讨论都局限于均匀传输线。,,,,,0,l,x,2均匀传输线参数,,Ｒ０－两根导线每单位长电阻。（Ω/m,Ω/km）Ｇ０－两根导线每单位长电导。（S/m,S/km）Ｌ０－两根导线之间每单位长电感。（H/m,H/kmＣ０－两根导线之间每单位长电容。（F/m,F/km）称为。,,,,,,,,,,,x,,dx,dx,,,,,,,,略去二阶无穷小量,并约去dx后,可得,,18-3.均匀传输线的正弦稳态解,,,,,,,,,,,,,,1.电报方程的相量形式,18-3均匀传输线的正弦稳态解,,,,,,,,,,,,,,1.电报方程的相量形式,,2.方程的解,,,则,电报方程的解为,,,,,,,即,,,已知始端电压、电流（x0,,,,,,,X0,,,,,3.定解,,,,已知始端电压、电流（x0,,,,,将x0带入,得,,,,,传输线上距始端x处的电压、电流为,,,,,3.定解,利用双曲线函数,,,,,,利用双曲线函数,,,,,,,已知终端电压、电流（xl,,,,,,,,Xl,,已知终端电压、电流（xl,,将xl带入,得,,传输线上距始端x处的电压、电流为,,,,,,,,,,,,以终端为x’的起点,即,,,,4.解的物理意义,解的构成以电压为例,,1的意义,,动画演示,,求导,得,,,,,,4.解的物理意义,解的构成以电压为例,,1的意义,,动画演示,,求导,得,,,,,,2的意义,,,求导,,,,动画演示,,2的意义,,,,求导,,,,动画演示,,,18-4.均匀传输线的副参数,1副参数,传播系数,特性阻抗,衰减系数,相位系数,2α、β的计算,,,,18-4.均匀传输线的副参数,1副参数,传播系数,特性阻抗,衰减系数,相位系数,2α、β的计算,,3特例,无畸变线,,,信号在无畸变线上传输时,不会产生畸变.,无损耗线,,,,与频率无关,,频率线性函数,,,,,1.反射系数n,18-5.终端接特性阻抗的均匀传输线,,,令,,,N,,,得,终端反射系数,改变负载阻抗,调整反射系数,2特性阻抗匹配,若,则,无反射波,传输线工作于匹配状态,此时,沿线任何处向终端看的输入阻抗Zin总等于Zc,,,l,自然功率,当传输线终端的负载为特性阻抗时,该线传输的功率称为自然功率。,,处,,始端,终端,,18-6终端接任意阻抗的传输线,1.电压与电流分布,,,2.终端开路,,则,的分布,,,变化规律与红线相似,变化规律与绿线相似,,3.终端短路,,则,,的分布,变化规律与红线相似,变化规律与绿线相似,,,,4副参数的测量方法,5任意负载下始端的输入阻抗,,,18-7无损耗的均匀传输线,1.无损线,定义,副参数,波数、相位常数,（rad/m,,,,,无损线上电压、电流分布,,,,,,,,,终端开路,,,驻波,规律,a.零、齐点相间,分布,相邻零、齐,b.斜率均为正,点距,,终端短路,,规律（同前）,a.零、齐点相间分布,相邻零、齐点距,b.斜率均为正,,18-8无损耗线方程的通解,1.方程,,,,,通解形式,为波速,函数f1、f2待定，根据具体的初始条件和边界条件确定,,,2.解的意义,,,入射波,反射波,,,,,,,,,18-9无损耗线的波过程,电压波和电流波在开路线上的入射和反射,,电压波和电流波在短路线上的入射和反射,小结,均匀传输线方程,均匀传输线方程的正弦稳态解,均匀传输线方程的副参数,无损耗均匀传输线,无损线上的波过程,小结,均匀传输线方程,均匀传输线方程的正弦稳态解,均匀传输线方程的副参数,无损耗均匀传输线,无损线上的波过程,均匀传输线的正弦稳态解,稳态时的相量微分方程,指数形式解,,,,双曲函数形式解,均匀传输线方程的副参数,无损耗均匀传输线,定义衰减常数,的传输线称为无损耗传输线。,相量解答式为,本章内容到此结束,制作者,贺洁,指导教师,丁巧林,,,开路线上的波过程,,短路线上的波过程,,正向行波,,,反向行波,