傳輸線的基本概念

2512859 2008-12-05 | rar | 333 | 次下載 | 5積分

資料介紹

傳輸線的幾個基本概念
連接天線和發射機輸出端（或接收機輸入端）的電纜稱為傳輸線或饋線。傳輸線的主要任務是有效地傳輸信號能量，因此，它應能將發射機發出的信號功率以最小的損耗傳送到發射天線的輸入端，或將天線接收到的信號以最小的損耗傳送到接收機輸入端，同時它本身不應拾取或產生雜散干擾信號，這樣，就要求傳輸線必須屏蔽。
順便指出，當傳輸線的物理長度等于或大于所傳送信號的波長時，傳輸線又叫做長線。
4.1 傳輸線的種類
超短波段的傳輸線一般有兩種：平行雙線傳輸線和同軸電纜傳輸線；微波波段的傳輸線有同軸電纜傳輸線、波導和微帶。平行雙線傳輸線由兩根平行的導線組成它是對稱式或平衡式的傳輸線，這種饋線損耗大，不能用于UHF頻段。同軸電纜傳輸線的兩根導線分別為芯線和屏蔽銅網，因銅網接地，兩根導體對地不對稱，因此叫做不對稱式或不平衡式傳輸線。同軸電纜工作頻率范圍寬，損耗小，對靜電耦合有一定的屏蔽作用，但對磁場的干擾卻無能為力。使用時切忌與有強電流的線路并行走向，也不能靠近低頻信號線路。
4.2 傳輸線的特性阻抗
無限長傳輸線上各處的電壓與電流的比值定義為傳輸線的特性阻抗，用Ｚ0 表示。
同軸電纜的特性阻抗的計算公式為
Ｚ。＝〔60/√εr〕×Log ( D/d ) [ 歐]。
式中，D 為同軸電纜外導體銅網內徑；
d 為同軸電纜芯線外徑；
εr為導體間絕緣介質的相對介電常數。
通常Ｚ0 = 50 歐，也有Ｚ0 = 75 歐的。
由上式不難看出，饋線特性阻抗只與導體直徑D和d以及導體間介質的介電常數εr有關，而與饋線長短、工作頻率以及饋線終端所接負載阻抗無關。
4.3 饋線的衰減系數
信號在饋線里傳輸，除有導體的電阻性損耗外，還有絕緣材料的介質損耗。這兩種損耗隨饋線長度的增加和工作頻率的提高而增加。因此，應合理布局盡量縮短饋線長度。
單位長度產生的損耗的大小用衰減系數 β 表示，其單位為 dB / m （分貝／米），電纜技術說明書上的單位大都用 dB / 100 m（分貝／百米） .
設輸入到饋線的功率為Ｐ1 ，從長度為 L（m ）的饋線輸出的功率為Ｐ2 ，傳輸損耗TL可表示為： TL ＝ 10 ×Lg ( Ｐ1 /Ｐ2 ) ( dB )
衰減系數為 β ＝ TL / L ( dB / m )
例如， NOKIA 7 / 8英寸低耗電纜， 900MHz 時衰減系數為 β ＝ 4.1 dB / 100 m ，也可寫成 β ＝ 3 dB / 73 m ，也就是說，頻率為 900MHz 的信號功率，每經過 73 m 長的這種電纜時，功率要少一半。
而普通的非低耗電纜，例如， SYV-9-50-1， 900MHz 時衰減系數為 β ＝ 20.1 dB / 100 m ，也可寫成 β ＝ 3 dB / 15 m ，也就是說，頻率為 900MHz 的信號功率，每經過15 m 長的這種電纜時，功率就要少一半！
4.4 匹配概念
什么叫匹配？簡單地說，饋線終端所接負載阻抗ＺL 等于饋線特性阻抗Ｚ0 時，稱為饋線終端是匹配連接的。匹配時，饋線上只存在傳向終端負載的入射波，而沒有由終端負載產生的反射波，因此，當天線作為終端負載時，匹配能保證天線取得全部信號功率。如下圖所示，當天線阻抗為 50 歐時，與50 歐的電纜是匹配的，而當天線阻抗為 80 歐時，與50 歐的電纜是不匹配的。
如果天線振子直徑較粗，天線輸入阻抗隨頻率的變化較小，容易和饋線保持匹配，這時天線的工作頻率范圍就較寬。反之，則較窄。
在實際工作中，天線的輸入阻抗還會受到周圍物體的影響。為了使饋線與天線良好匹配，在架設天線時還需要通過測量，適當地調整天線的局部結構，或加裝匹配裝置。

傳輸線

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