目录 6.1传输线概述 6,2导行电磁浪的一般传输特性分析 6,3矩形浪导中导行电磁浪的传输特性 6.4其他导浪系统简介 65微浪传输线 6,6申磁浪传输的应阻
目 录 6 . 1 传输线概述 6 . 2 导行电磁波的一般传输特性分析 6 . 3 矩形波导中导行电磁波的传输特性 6 . 4 其他导波系统简介 6 . 5 微波传输线 6 . 6 电磁波传输的应用
第六章电磁波的传输 无线传播和有线传输是传递电磁波信息的两种基本形 式。前面介绍了电磁波在无界空间的传播和不同平面媒质 边界面的反射和折射;下面将介绍电磁波在导波系统的有 界空间中的传输。导波系统是引导电磁波传输的传输线或 波导,被引导的电磁波称为导行电磁波或导波。波沿导波 系统的传播称为传输。导波系统大体分为传输横电波(TE 波)和横磁波(倗M波)的空管波导和传输横电磁波(TEM 波)的实心传输线(双导体或多导体传输线),以及由它
第六章 电磁波的传输 无线传播和有线传输是传递电磁波信息的两种基本形 式。前面介绍了电磁波在无界空间的传播和不同平面媒质 边界面的反射和折射；下面将介绍电磁波在导波系统的有 界空间中的传输。导波系统是引导电磁波传输的传输线或 波导，被引导的电磁波称为导行电磁波或导波。波沿导波 系统的传播称为传输。导波系统大体分为传输横电波（TE 波）和横磁波（TM波）的空管波导和传输横电磁波（TEM 波）的实心传输线（双导体或多导体传输线），以及由它
派生或演化而成的传输准横电磁波(准TM波)的集成 电路传输线等。空管波导采用电磁场的方法进行分析,实 心传输线釆用等效电路的方法进行分析 本章采用场、路对比和场、路结合的方法,首先介绍 场的分析方法,运用纵向场量法将一般矢量波动方程简化 为便于分析的纵向标量波动方程,以矩形波导为典型实例 论述了矩形波导中导行波的传输特性;其次介绍路的分析 方法,基于基尔霍夫定律,以双导体传输线为典型实例论 述了传输波的传输特性。对其他导波系统也做了简要介绍 在此基础上讨论一般电磁波传输的应用
们派生或演化而成的传输准横电磁波（准TEM波）的集成 电路传输线等。空管波导采用电磁场的方法进行分析，实 心传输线采用等效电路的方法进行分析。 本章采用场、路对比和场、路结合的方法，首先介绍 场的分析方法，运用纵向场量法将一般矢量波动方程简化 为便于分析的纵向标量波动方程，以矩形波导为典型实例 论述了矩形波导中导行波的传输特性；其次介绍路的分析 方法，基于基尔霍夫定律，以双导体传输线为典型实例论 述了传输波的传输特性。对其他导波系统也做了简要介绍。 在此基础上讨论一般电磁波传输的应用
6.1传输线概述 ●传输线类型 1.空管传输线(规则金属波导) 图6.1(a)表示矩形波导、圆形波导、椭圆波导和脊波 导。只能传输横磁波(TM波,沿纵向E≠0.H=0)或横 电波(T波,沿纵向E=0H≠0),适用于厘米波和毫 半波传输
1．空管传输线（规则金属波导） 图6.1（a）表示矩形波导、圆形波导、椭圆波导和脊波 导。只能传输横磁波（TM波，沿纵向 ）或横 电波（TE波，沿纵向 ），适用于厘米波和毫 半波传输。 6.1 传输线概述 ●传输线类型 E H z z = 0, 0 0, 0 E H z z =
灑蒙 图6.1各类传输线
2.实心传输线(双导体或多导体传输线) 图6.1(b)表示双导线、同轴线、带状线和微带线。 主要传输横电磁波(TEM波,沿纵向E=0、H=0)和 准横电磁波(准TEM波,主波为TEM波,由填充介质 使E≠0.H≠0,引起附加的TM波或T波)。其中同 轴线内、外导体构成空管传输线,存在主波TM波和T波, 内导体为实心传输线,还同时存在附加的T酬M波。双导 线适用于100MHz以下米波及大于米波所有波长的电磁波, 同轴线适用于3GHz以下分米波,带状线和微带线适用于 分米波和厘米波传输
2．实心传输线（双导体或多导体传输线） 图6.1（b）表示双导线、同轴线、带状线和微带线。 主要传输横电磁波（TEM波，沿纵向 ）和 准横电磁波（准TEM波，主波为TEM波，由填充介质 使 ，引起附加的TM波或TE波）。其中同 轴线内、外导体构成空管传输线，存在主波TM波和TE波， 内导体为实心传输线，还同时存在附加的TEM波。双导 线适用于100MHz以下米波及大于米波所有波长的电磁波， 同轴线适用于3GHz以下分米波，带状线和微带线适用于 分米波和厘米波传输。 0, 0 E H z z = = 0, 0 E H z z
3.介质传输线(表面波波导) 图6.1(c)表示介质波导、介质镜像波导和介质光波 导。介质传输线是利用全内反射基于表面波原理制成的表 面波传输线。介质波导和介质镜像波导适用于微波(包括 毫米波和亚毫米波),介质光波导适用于光波传输 ●传输线随频率的演化过程
3．介质传输线（表面波波导） 图6.1（c）表示介质波导、介质镜像波导和介质光波 导。介质传输线是利用全内反射基于表面波原理制成的表 面波传输线。介质波导和介质镜像波导适用于微波（包括 毫米波和亚毫米波），介质光波导适用于光波传输。 ●传输线随频率的演化过程
要求1≥元,以形成U,I的波动传输:f,辐 双导体传输线 射损耗个,要求d≤λ f个A 根单线延展为闭合空心导管包围另一根单 同轴导线线,填充绝缘介质:外导体屏蔽随增大的 辐射损耗和外界干扰,填充介质起缘绝作用 f个A 抽出同轴导线内导体和填充介质:避免内 空管波导导体高频集肤效应的导体损耗和填充介质的 介质损耗;内截面变大,功率容量增加。 f个,A 避免空管波导频带窄,笨重、工艺加工难和 介质传输线批量成本高的缺点,具有损耗小、加工方便、 重量轻、成本低和便于微波集成的优点
双导体传输线 同轴导线 空管波导 介质传输线 要求 ，以形成U，I 的波动传输；f↑，辐 射损耗↑，要求 。 l d 一根单线延展为闭合空心导管包围另一根单 线，填充绝缘介质：外导体屏蔽随f 增大的 辐射损耗和外界干扰，填充介质起缘绝作用。 抽出同轴导线内导体和填充介质：避免内 导体高频集肤效应的导体损耗和填充介质的 介质损耗；内截面变大，功率容量增加。 避免空管波导频带窄，笨重、工艺加工难和 批量成本高的缺点，具有损耗小、加工方便、 重量轻、成本低和便于微波集成的优点。 f , f , f ,
●传输线随集成化的演化过程 微波技术 微波集成电路—半导体器件的结合形成的平 面型结构电路 集成电路 航空、航天等空间科学和技术的发展,对微波系统提出 了体积小、重量轻、可靠性高、性能优良、一致性好和成本 低等要求,促进了微波集成电路的发展。 图6.2表示同轴导线演化成带线的过程
●传输线随集成化的演化过程 航空、航天等空间科学和技术的发展，对微波系统提出 了体积小、重量轻、可靠性高、性能优良、一致性好和成本 低等要求，促进了微波集成电路的发展。 微波集成电路—— 微波技术 半导体器件 集成电路 的结合形成的平 面型结构电路 图6.2表示同轴导线演化成带线的过程
图6.2同轴导线演化为带状线 图63表示双导体线演化成微带线的过程。 图6.3双导体线演化为微带线
图6.3表示双导体线演化成微带线的过程