1、1.长线的定义长线的定义 长线是指几何长度大于或接近于电磁波波长的传输线。电长度是指传输线的几何长度与传输波的波长之比。所以长线也就是“电长度大于或接近于1的传输线”。长线和短线都是相对于电磁波的波长而言的。pll 3.1 引言引言 长线的定义和特性长线的定义和特性第第3章章 传输线理论传输线理论2.长线与短线的特性差异长线与短线的特性差异 短线中电压波动现象可忽略，而长线中电压波动现象明显。其次，短线只需考虑集中参数，而长线必须考虑分布参数。短线 长线 50Hz300MHzA B 1m 3.2-3 传输线中电压和电流的波动方程传输线中电压和电流的波动方程i(z,t)=I(z)e jtu(z,
2、t)=U(z)e jt +-Z 任取一小段传输线z，研究电压和电流的波动性。zz+zu(z,t)u(z+z,t)R0zC0z G0z L0zi(z,t)i(z+z,t)零电势z 0 在传输线中存在分布式电感、电容、电阻、电感、电容、电阻、并联电导并联电导。小段传输线z的等效电路如下：),()(),(),(00tzizLjzRtzzutzu),()(),(),(00tzuzCjzGtzzitziz 0，并将下列表达式代入电压电流方程，i(z,t)=I(z)e jt，u(z,t)=U(z)e jt，则)()()()()(0000zUCjGdzzdIILjRdzzdU0)()(,0)()(22222
3、2zIdzzIdzUdzzUdjCjGLjR)(0000其中称为传输线方程称为传输线方程(0)zzzzeIeIzIeUeUzU0000)()()()(1)(000000zzeUeULjRdzzdULjRzI00000000,ULjRIULjRI0Z电压波动函数电压波动函数电流波动函数电流波动函数特性特性阻抗阻抗0)()(,0)()(222222zIdzzIdzUdzzUd0000000000CjGLjRLjRIUIU若为理想无耗传输线，R0=0，G0=0。则00000CLCLjj，即zjzjzjzjeIeIzIeUeUzU0000)()(00001,22CLvCLp特性特性阻抗阻抗000000
4、0CLIUIUZ特性阻抗特性阻抗为纯电阻为纯电阻zjzzjzzjzzjzeeIeeIzIeeUeeUzU0000)()(一般情况下，=+j。(称为衰减常数称为衰减常数)若高频损耗很小若高频损耗很小，即：0000,GCRL000000000000)22()(CLjCLGLCRCjGLjRj0000000022,CLGLCRCL)(2100000000000CGLRjCLCjGLjRZ无失真线的条件无失真线的条件 若传输线的损耗较大，一般不再是频率的线性函数，因而相速vp 将随频率变化。即传输过程中将出现色散，结果会导致传输信号失真。那么0000000000000)1()(CLjLCRLRjCLj
5、CjGLjRj00CL，就不会出现色散。无失真线无失真线0000CGLR 但如果有损传输线的损耗参量和电抗参量能满足以下关系：作业：作业：P118 3.23.4 理想传输线中理想传输线中传输波的特性参量传输波的特性参量i(z,t)=I(z)e jtu(z,t)=U(z)e jt +-ZZ0，0-lZL 由于电流波和电压波到达终端负载时，都将由于电流波和电压波到达终端负载时，都将发生反射，所以在传输线（发生反射，所以在传输线（Z 0)|U|,|I|I|0z/4 z|U|/4/4 O Z0 ZL=RL+jXL(XL0)|U|,|I|I|/4zZ0|U|,|I|U|I|z a)|U|max b)Z0
6、 RLZ0|U|,|I|I|/4/2 3/4 5/4 O z|U|min|U|理想传输线终端接纯电阻负载理想传输线终端接纯电阻负载00000000ULjRIULjRI,)()(1)(000000zzeUeULjRdzzdULjRzI)()()(zeIeeIeIeIzIzjzjzjzjzj100000)(00000UUII)(1)0()(00zeUeeUzUzjzjzj五五.利用测量线测量终端负载阻抗的方法利用测量线测量终端负载阻抗的方法P36 P36 图片图片)0(1)0(1)0(000ZZZZZZLLL1111)2(2)0()(zjzjeez 在测量线上寻找电压在测量线上寻找电压节点节点，并
7、测出最邻近节点与，并测出最邻近节点与终端的距离终端的距离 lmin。节点。节点处反射系数的相位为处反射系数的相位为，所以所以minmin2)(2ll=？je)0(例题例题 测量线的特性阻抗测量线的特性阻抗50，按以下步骤测量按以下步骤测量ZL。1)当终端接短路器时，测出相邻三个节点的坐标为：当终端接短路器时，测出相邻三个节点的坐标为：z=0.2cm,2.2cm,4.2cm。2)当终端连接当终端连接ZL 时，测量传输线中驻波比得时，测量传输线中驻波比得=1.5，再测出三个相邻波节位置再测出三个相邻波节位置 z=0.72,2.72,4.72(cm)。2.015.115.1 当终端把短路器替换为当终
8、端把短路器替换为ZL以后，波节位置向终端以后，波节位置向终端负载方向移动：负载方向移动：0.2cm 0.72 cm，2.2 2.72等。等。cm481cm520.minlz，4864822.minl)(.)()(.)(.71934701012000486jZZeLj，),/,.cm122cm0022（作业：作业：P119 3.8,3.91.终端短路（终端短路（ZL=0）ljZljZZljZZZZLLtantantan0000in 在这种情况下，传输线中电压波或电流波都为纯在这种情况下，传输线中电压波或电流波都为纯驻波，驻波，终端负载终端负载Z=0处为电压波的波节处为电压波的波节。1)0(00Z
9、ZZZLL1VV11minmax3.5 三种特殊终端三种特殊终端负载对应的负载对应的传输波特性传输波特性zjez2)0()(in4Zl,2.终端开路（终端开路（ZL=）ljZljZZljZZZZLLctgtantan0000in 在这种情况下，传输线中电流波或电压波也是纯在这种情况下，传输线中电流波或电压波也是纯驻波，驻波，终端负载终端负载Z=0处为电压波的波腹处为电压波的波腹。1)0(00ZZZZLL1VV11minmaxzjez2)0()(0,4inZl ZL=Z0 0 0 z z|U|,|I|U|I|/4/2 3/4 5/4 Zin 3.终端接匹配负载（终端接匹配负载（ZL=Z0）000
10、0intantanZljZZljZZZZLL 在这种情况下，终端负载完全吸收了入射波能量，在这种情况下，终端负载完全吸收了入射波能量，没有反射，传输线中电压波或电流波都为纯行波。没有反射，传输线中电压波或电流波都为纯行波。0)0(00ZZZZLL0111minmaxVVzjez2)0()(例题例题 传输线电路如图，试求：传输线电路如图，试求：(1)AA端端的输入阻抗的输入阻抗;(2)B、C、D、E各点的反射系数各点的反射系数;(3)AB、BC、CD、BE各段的驻波比各段的驻波比。(设图中都是均匀无耗传输线设图中都是均匀无耗传输线)解法：解法：先支路，后干线；先支路，后干线；按从负载端向信号源端
11、按从负载端向信号源端的次序求解。的次序求解。A A()()()()Z0 Z0 Z0 Z0 21Z0 2Z0 B C D E p21 p21 p41（1）AA端端的输入阻抗的输入阻抗 0C2ZZ0BC2ZZ0020BE22ZZZZ0BEBCBEBCBEBCB/ZZZZZZZZ0AZZljZZljZZZZLLtantan000in（2）B、C、D、E各点的反射系数 00000D0DD22ZZZZZZZZ312200000E0EZZZZZZZZE312200000C0CCZZZZZZZZ?0B0BBZZZZ0BEBCBZZZZ/0B（3）AB、BC、CD、BE各段的驻波比各段的驻波比 00000000002222ZZZZZZZZZZZZDDCD当当2311311/BC1AB112311311/BE作业作业:P119-120 3.10,3.14,3.16,3.20
